本技術(shù)屬于半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及制備方法、功率模塊、功率轉(zhuǎn)換電路和車(chē)輛。

背景技術(shù)：

1、在碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管晶體管（sic?metal-oxide-semiconductorfield-effect?transistor，sic?mosfet）中，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常有時(shí)間出現(xiàn)體二極管續(xù)流的情況，然而體二極管由于碳化硅材料特性，開(kāi)啟電壓太高，會(huì)造成較大的損耗，因此光伏逆變、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、dcdc轉(zhuǎn)換等具體的半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域中，通常需要在模塊中并聯(lián)二極管作為反向恢復(fù)二極管，從而形成完整回路。但是，并聯(lián)二極管會(huì)造成額外成本并且受限于模塊封裝形式。

2、另外，因碳化硅晶體材料的特性，以n型襯底晶體管為例，溝槽結(jié)構(gòu)注入形成的p+區(qū)域較淺，器件關(guān)閉條件下在高溫環(huán)境應(yīng)用時(shí)漏極電流比較大，另外柵極溝槽拐角處存在電場(chǎng)集中效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致柵氧化層很容易提前擊穿。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體本體、柵極結(jié)構(gòu)、源極和漏極。半導(dǎo)體本體被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型，并且包括相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，第一表面設(shè)置有柵極溝槽，柵極溝槽從第一表面延伸至半導(dǎo)體本體中，柵極結(jié)構(gòu)位于柵極溝槽內(nèi)。半導(dǎo)體本體還包括被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一區(qū)域，該第一區(qū)域設(shè)置于第一表面。半導(dǎo)體本體還包括被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的阱區(qū)，該阱區(qū)設(shè)置于第一區(qū)域遠(yuǎn)離第一表面的一側(cè)。半導(dǎo)體本體還包括被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二區(qū)域，該第二區(qū)域從第一表面延伸至半導(dǎo)體本體中。另外，源極位于第一表面，并且第二區(qū)域及至少部分第一表面與源極連接形成肖特基接觸。漏極位于第二表面。另外，半導(dǎo)體器件還包括多個(gè)第一結(jié)構(gòu)，多個(gè)第一結(jié)構(gòu)被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型，半導(dǎo)體本體還包括位于柵極結(jié)構(gòu)與第二表面之間的第一界面，多個(gè)第一結(jié)構(gòu)設(shè)置于第一界面靠近第二表面的一側(cè)。

2、在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體包括依次層疊的襯底、第一外延層和第二外延層，第二外延層的遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的表面為上述第一表面，襯底的遠(yuǎn)離第二外延層一側(cè)的表面為上述第二表面，第一外延層的遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的表面為第一界面。上述多個(gè)第一結(jié)構(gòu)從第一界面延伸至第一外延層中。

3、在一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體還包括位于襯底與第一外延層之間的第三外延層，第三外延層的遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的表面為第二界面。多個(gè)第一結(jié)構(gòu)中，一部分第一結(jié)構(gòu)從第一界面延伸至第一外延層中，另一部分第一結(jié)構(gòu)從第二界面延伸至第三外延層中。

4、在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域沿第一方向排列，第一方向與第一表面相平行。多個(gè)第一結(jié)構(gòu)沿第一方向間隔排列，每個(gè)第一結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸，第二方向與第一表面相平行，且與第一方向相交叉?；蛘撸鄠€(gè)第一結(jié)構(gòu)包括多行和多列，每行第一結(jié)構(gòu)沿第一方向間隔排列，每列第一結(jié)構(gòu)沿第二方向間隔排列。

5、在一些實(shí)施例中，第一區(qū)域和第二區(qū)域沿第一方向排列，第一方向與第一表面相平行，多個(gè)第一結(jié)構(gòu)包括多條第一線型結(jié)構(gòu)和多條第二線型結(jié)構(gòu)，每條第一線型結(jié)構(gòu)沿第一方向延伸，每條第二線型結(jié)構(gòu)沿第二方向延伸。第二方向與第一表面相平行，且與第一方向相交叉，多條第一線型結(jié)構(gòu)與多條第二線型結(jié)構(gòu)交織成網(wǎng)。

6、在一些實(shí)施例中，相鄰的兩個(gè)第一結(jié)構(gòu)的間距范圍為1μm~8μm。

7、在一些實(shí)施例中，沿垂直于第一界面的方向，上述第一結(jié)構(gòu)的深度范圍為1μm~5μm。

8、在一些實(shí)施例中，第一表面還設(shè)置有源極溝槽，源極溝槽從第一表面延伸至半導(dǎo)體本體中。半導(dǎo)體本體還包括被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的第三區(qū)域，且第三區(qū)域設(shè)置于源極溝槽的表面。半導(dǎo)體器件還包括源極溝槽結(jié)構(gòu)，源極溝槽結(jié)構(gòu)位于源極溝槽內(nèi)。上述多個(gè)第一結(jié)構(gòu)還位于第三區(qū)域的靠近第二表面的一側(cè)。

9、在一些實(shí)施例中，沿垂直于第一界面的方向，第一界面與第三區(qū)域的距離范圍為1μm~3μm。

10、本技術(shù)實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型，半導(dǎo)體本體還包括被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型的第一區(qū)域、被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的阱區(qū)和被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的第二區(qū)域，第二區(qū)域與半導(dǎo)體本體構(gòu)成pn結(jié)，并且第二區(qū)域及至少部分第一表面與源極連接形成肖特基接觸，基于此，在續(xù)流的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生空穴進(jìn)入到漂移層的問(wèn)題，降低了器件雙擊退化的風(fēng)險(xiǎn)，減少了半導(dǎo)體器件導(dǎo)通壓降和反向恢復(fù)時(shí)間，減少了反向恢復(fù)能耗，增強(qiáng)了體二極管的導(dǎo)通性能和抗浪涌電流能力，可以避免外接續(xù)流二極管，從而可以降低電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本，提高碳化硅mosfet器件的可靠性。

11、并且，半導(dǎo)體器件還包括多個(gè)被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型的第一結(jié)構(gòu)，在施加反向偏壓時(shí)，耗盡層會(huì)隨著反向偏壓的增加逐漸向漂移區(qū)下方延伸，當(dāng)耗盡層延伸至第一結(jié)構(gòu)處時(shí)，新的峰值電場(chǎng)將會(huì)在第一結(jié)構(gòu)處形成，形成新的耗盡屏蔽層，以提高器件整體的反向特性和柵氧可靠性，從而保證器件長(zhǎng)期可靠性。

12、另一方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括如下步驟s10~步驟s80：

13、步驟s10：在襯底上形成第一外延層，第一外延層被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型。第一外延層包括遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的第一界面。

14、步驟s20：在第一界面形成多個(gè)第一結(jié)構(gòu)，第一結(jié)構(gòu)被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型。多個(gè)第一結(jié)構(gòu)從第一界面延伸至第一外延層中。

15、步驟s30：形成第二外延層，第二外延層被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型，并且，第二外延層位于第一外延層的遠(yuǎn)離襯底的一側(cè)，第二外延層包括遠(yuǎn)離襯底一側(cè)的第一表面，襯底包括遠(yuǎn)離第二外延層一側(cè)的第二表面。

16、步驟s40：形成第一區(qū)域、阱區(qū)和柵極溝槽。第一區(qū)域位于第一表面，且被設(shè)置為第一導(dǎo)電類(lèi)型。阱區(qū)位于第一區(qū)域遠(yuǎn)離第一表面的一側(cè)，且設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型。柵極溝槽從第一表面延伸至第二外延層中。

17、步驟s50：形成第二區(qū)域，第二區(qū)域從第一表面延伸至第二外延層中，且被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型。

18、步驟s60：在柵極溝槽內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)。

19、步驟s70：在第一表面形成源極，第二區(qū)域及至少部分第一表面與源極連接形成肖特基接觸。

20、步驟s80：形成漏極，漏極位于襯底的遠(yuǎn)離第一外延層的一側(cè)。

21、在一些實(shí)施例中，在形成柵極溝槽的過(guò)程中，還在第一表面形成源極溝槽，源極溝槽從第一表面延伸至第二外延層中。在形成第二區(qū)域的過(guò)程中，還在源極溝槽的表面形成第三區(qū)域，第三區(qū)域被設(shè)置為第二導(dǎo)電類(lèi)型，多個(gè)第一結(jié)構(gòu)還位于第三區(qū)域的靠近第二表面的一側(cè)。在柵極溝槽內(nèi)形成柵極結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，還在源極溝槽內(nèi)形成源極溝槽結(jié)構(gòu)。

22、根據(jù)本技術(shù)實(shí)施例提供的制備方法，在制備半導(dǎo)體器件的過(guò)程中形成多個(gè)第一結(jié)構(gòu)，制備方法較為簡(jiǎn)單，沒(méi)有增加額外的生產(chǎn)成本，多個(gè)第一結(jié)構(gòu)可用于提高器件整體的反向特性和柵氧可靠性，從而保證器件長(zhǎng)期可靠性。另外，在制備半導(dǎo)體器件的過(guò)程中，還在半導(dǎo)體本體上形成第二區(qū)域，并且將第二區(qū)域及半導(dǎo)體本體的至少部分第一表面與源極連接形成肖特基接觸，制備方法較為簡(jiǎn)單。上述實(shí)施例提供的制備方法所制備出的半導(dǎo)體器件，通過(guò)第二區(qū)域及半導(dǎo)體本體的至少部分第一表面與源極連接形成的肖特基接觸，可以減少半導(dǎo)體器件導(dǎo)通壓降和反向恢復(fù)時(shí)間，減少了反向恢復(fù)能耗，增強(qiáng)體二極管的導(dǎo)通性能和抗浪涌電流能力，另外，在續(xù)流的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生空穴進(jìn)入到漂移層的問(wèn)題，降低了器件雙擊退化的風(fēng)險(xiǎn)，避免外接續(xù)流二極管，從而降低電路設(shè)計(jì)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本，提高碳化硅mosfet器件的可靠性。

23、另一方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種功率模塊，該功率模塊包括基板以及如上述任一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，基板用于承載半導(dǎo)體器件。

24、又一方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種功率轉(zhuǎn)換電路，該功率轉(zhuǎn)換電路用于電流轉(zhuǎn)換、電壓轉(zhuǎn)換、功率因數(shù)校正中的一個(gè)或多個(gè)。功率轉(zhuǎn)換電路包括電路板以及如上述任一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體器件與電路板電連接。

25、又一方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種車(chē)輛，該車(chē)輛包括負(fù)載以及如上述實(shí)施例的功率轉(zhuǎn)換電路，功率轉(zhuǎn)換電路用于將交流電轉(zhuǎn)換為直流電、將交流電轉(zhuǎn)換為交流電、將直流電轉(zhuǎn)換為直流電或者將直流電轉(zhuǎn)換為交流電后，輸入到負(fù)載。

26、上述功率模塊、功率轉(zhuǎn)換電路和車(chē)輛具有與上述一些實(shí)施例中提供的半導(dǎo)體器件相同的結(jié)構(gòu)和有益技術(shù)效果，在此不再贅述。