本技術(shù)屬于半導(dǎo)體的，尤其涉及一種晶體管柵極結(jié)構(gòu)及晶體管。

背景技術(shù)：

1、在晶體管生產(chǎn)過程中，金屬柵極的形成是金屬互連的關(guān)鍵步驟；其中，鋁及其合金具有良好的電學(xué)性能、熱學(xué)性能和加工性能，因而成為金屬柵極常用的原料。但是，晶體管基底中主要應(yīng)用的半導(dǎo)體材料為硅，硅在鋁中具有較大的溶解度，鋁與硅片接觸時(shí)硅溶解于鋁中，導(dǎo)致硅片產(chǎn)生裂痕，鋁原子進(jìn)入裂縫中形成尖楔，使得晶體存在局部薄弱點(diǎn)，容易導(dǎo)致mosfet?bvdss分段問題，所制得的晶體管良品率低。

2、目前，會(huì)在鋁或其合金中摻入硅作為金屬柵極的原料，以避免尖楔問題；但是，將引線與金屬柵極進(jìn)行鍵合時(shí)，溶解在鋁或其合金中硅會(huì)因?yàn)槔鋮s而在金屬柵極的表面析出沉積，出現(xiàn)硅的分凝問題，最終導(dǎo)致鍵合失敗，存在著較大的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是為了保證金屬柵極與引線的鍵合效果以及晶體管生產(chǎn)中的良品率，提供了一種晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)及晶體管。

2、第一方面，本實(shí)用新型提供的晶體管柵極結(jié)構(gòu)采用以下的技術(shù)方案：

3、一種晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，包括過渡層和alcu金屬柵層，所述過渡層設(shè)置于晶體管基底和alcu金屬柵層之間，所述過渡層包括n層的alcusi層，n＝1～3。

4、進(jìn)一步的，當(dāng)n＝3時(shí)，沿著靠近所述alcu金屬柵層的方向，所述過渡層包括高硅濃度層、中硅濃度層和低硅濃度層。

5、進(jìn)一步的，所述高硅濃度層為alcusi(0.75～1wt％)層；所述中硅濃度層為alcusi(0.5～0.75wt％)層；所述低硅濃度層為alcusi(0.25～0.5wt％)層。

6、進(jìn)一步的，所述alcusi層的厚度為0.5～2.5um。

7、進(jìn)一步的，所述alcu金屬柵層為alcu(0.3～0.7wt％)層。

8、進(jìn)一步的，所述alcu金屬柵層的厚度為0.2～2.5um。

9、第二方面，本實(shí)用新型提供的晶體管采用以下的技術(shù)方案：

10、一種晶體管，包括以上任一晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)。

11、進(jìn)一步的，所述晶體管選自場(chǎng)效應(yīng)管晶體管和/或絕緣柵雙極晶體管。

12、有益效果：

13、(1)本實(shí)用新型中，在金屬柵層和晶體管基底之間設(shè)置有層包括n層的alcusi層的過渡層，通過該過渡層的設(shè)置可很好地解決晶體管生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的鋁尖楔問題和硅析出問題，可保證金屬柵極與引線的鍵合效果，且有效提高晶體管生產(chǎn)中的良品率。

14、(2)本實(shí)用新型中，通過控制過渡層中包括硅濃度呈現(xiàn)特定漸變趨勢(shì)的多層復(fù)合層結(jié)構(gòu)，使得晶體管生產(chǎn)過程中的硅溶出、鋁遷移以及硅沉析發(fā)生在過渡層內(nèi)部或著過渡層與alcu金屬柵層的界面上，可更好地避免鋁尖楔問題和硅析出問題的出現(xiàn)。

15、(3)本實(shí)用新型中，通過調(diào)控高硅濃度層為alcusi(0.75～1wt％)層、中硅濃度層為alcusi(0.5～0.75wt％)層以及低硅濃度層為alcusi(0.25～0.5wt％)層，使得可利用晶體管生產(chǎn)過程中所發(fā)生的硅溶出、鋁遷移以及硅沉析，在晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成更加良好的過渡結(jié)構(gòu)，大大降低金屬柵極中多界面的引入對(duì)晶體管性能所造成的不利影響。

技術(shù)特征：

1.一種晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括過渡層和alcu金屬柵層，所述過渡層設(shè)置于晶體管基底和alcu金屬柵層之間，所述過渡層包括n層的alcusi層，n＝1～3。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)n＝3時(shí)，沿著靠近所述alcu金屬柵層的方向，所述過渡層包括高硅濃度層、中硅濃度層和低硅濃度層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述alcusi層的厚度為0.5～2.5um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述alcu金屬柵層的厚度為0.5～2.5um。

5.一種晶體管，其特征在于，包括權(quán)利要求1～4任一所述的晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體管，其特征在于，所述晶體管選自場(chǎng)效應(yīng)管晶體管和/或絕緣柵雙極晶體管。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于半導(dǎo)體的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)及晶體管。其中，晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)包括過渡層和AlCu金屬柵層，所述過渡層包括N層的AlCuSi層，N＝1～3。本技術(shù)提供的晶體管金屬柵極結(jié)構(gòu)，可很好地解決晶體管生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的鋁尖楔問題和硅析出問題，可保證金屬柵極與引線的鍵合效果和有效提高晶體管生產(chǎn)中的良品率。

技術(shù)研發(fā)人員：陳燕珠,蘇柳青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門吉順芯微電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231211
技術(shù)公布日：2024/12/19