[发明专利]功率器件、电力电子设备及功率器件的制作方法

权利要求书

1.一种功率器件，包括：

N型半导体衬底；

P型阱层，位于所述N型半导体衬底的前侧；

N型发射层，位于所述P型阱层的前侧；

沟槽，穿过所述N型发射层和所述P型阱层并延伸至所述N型半导体衬底的内部；

第一介质层，至少覆于所述沟槽的底壁和侧壁；

栅结构，填充于所述沟槽内，包括第一部分和第二部分，所述第一部分更加靠近所述沟槽的所述底壁，且所述第一部分的电阻率大于所述第二部分的电阻率，其中，所述栅结构的所述第一部分的电阻率大于1000欧姆，所述栅结构的所述第二部分的电阻率为8至20欧姆。

2.根据权利要求1所述的功率器件，其中：所述栅结构的所述第一部分的材料包括无掺杂多晶硅，所述栅结构的所述第二部分的材料包括掺杂多晶硅。

3.根据权利要求1所述的功率器件，其中：所述栅结构的所述第一部分的材料包括无掺杂氧化物半导体，所述栅结构的所述第二部分的材料包括掺杂氧化物半导体。

4.根据权利要求1所述的功率器件，其中：所述P型阱层的结深不大于所述栅结构的所述第二部分的填充厚度。

5.根据权利要求1所述的功率器件，其中：所述第一介质层还覆于所述N型发射层。

6.根据权利要求1所述的功率器件，还包括：

第二介质层，位于所述栅结构的前侧，所述第二介质层具有通向所述P型阱层的接触孔；

发射极金属，位于所述第二介质层的前侧，所述发射极金属通过所述接触孔与所述P型阱层电性连接；

保护层，位于所述发射极金属的前侧，所述保护层曝露出部分所述发射极金属。

7.根据权利要求1-6任一项所述的功率器件，还包括：

位于所述N型半导体衬底的背侧且沿远离所述N型半导体衬底的方向依次设置的缓冲层、P型集电层和集电极金属。

8.根据权利要求1-6任一项所述的功率器件，还包括：

与所述N型半导体衬底的背侧连接的集电极金属。

9.一种电力电子设备，包括根据权利要求1-8任一项所述的功率器件。

10.一种功率器件的制作方法，包括：

在N型半导体衬底上形成沟槽；

形成至少覆于沟槽的底壁和侧壁的第一介质层；

在沟槽内形成栅结构的第一部分，第一部分的填充厚度小于沟槽的深度；

在沟槽内形成栅结构的第二部分，第二部分位于第一部分的前侧，其中，第一部分的电阻率大于第二部分的电阻率，

其中，所述栅结构的所述第一部分的电阻率大于1000欧姆，所述栅结构的所述第二部分的电阻率为8至20欧姆。

11.根据权利要求10所述的制作方法，其中：

所述在沟槽内形成栅结构的第一部分，包括:

在沟槽内形成无掺杂多晶硅层，无掺杂多晶硅层的填充厚度大于栅结构的第一部分的预设填充厚度；

对无掺杂多晶硅层进行刻蚀，形成栅结构的第一部分；

所述在沟槽内形成栅结构的第二部分，包括:

形成至少填满沟槽的掺杂多晶硅层；

对掺杂多晶硅层进行刻蚀，形成栅结构的第二部分。

12.根据权利要求10或11所述的制作方法，还包括：

在N型半导体衬底前侧形成P型阱层，P型阱层的结深不大于栅结构的第二部分的填充厚度；

在P型阱层的前侧形成N型发射层，N型发射层围绕沟槽设置。

13.根据权利要求12所述的制作方法，其中，所述形成至少覆于沟槽的底壁和侧壁的第一介质层，包括：

形成覆于沟槽的底壁和侧壁、以及N型半导体衬底的前侧表面的第一介质层。