[发明专利]半导体器件及其制备方法、电力变换装置

说明书

本公开提供一种功率半导体器件及其制备方法、电力变换装置。半导体器件包括：半导体层，具有彼此相对的第一面和第二面，在第一面上设置有凹槽，半导体层包括第一导电类型的第一半导体区域、第二导电类型的第二半导体区域、第一导电类型的第三半导体区域；栅极；栅绝缘层；其中，第一半导体区域在凹槽的表面形成第一表面区域，第二半导体区域在凹槽的表面形成第二表面区域，第三半导体区域在凹槽的表面形成第三表面区域，第二表面区域环绕第一表面区域，第三表面区域环绕第二表面区域，第一表面区域、第二表面区域和第三表面区域连为一体，第二表面区域与栅极相对设置，以受栅极的电压控制形成连接第一半导体区域和第三半导体区域的反型层。

技术领域

本公开属于电力电子技术领域，具体涉及一种功率半导体器件及其制备方法、电力变换装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

MOS型半导体器件例如是金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。本领域技术人员一直推动降低MOS型半导体器件的导通电阻以及提高器件可靠性。

发明内容

本公开提供一种功率半导体器件及其制备方法、电力变换装置。

本公开采用如下技术方案：一种半导体器件，包括：

半导体层，具有彼此相对的第一面和第二面，在所述第一面上设置有凹槽，所述半导体层包括第一导电类型的第一半导体区域、第二导电类型的第二半导体区域、第一导电类型的第三半导体区域；

栅极，位于所述凹槽内，与所述凹槽间隔设置且与所述凹槽的侧壁留有间隙；

栅绝缘层，设置在所述栅极与所述凹槽的内壁之间；

其中，所述第一半导体区域在所述凹槽的表面形成第一表面区域，所述第二半导体区域在所述凹槽的表面形成第二表面区域，所述第三半导体区域在所述凹槽的表面形成第三表面区域，所述第二表面区域环绕所述第一表面区域，所述第三表面区域环绕所述第二表面区域，所述第一表面区域、所述第二表面区域和所述第三表面区域连为一体，所述第二表面区域与所述栅极相对设置，以受所述栅极的电压控制形成连接所述第一半导体区域和所述第三半导体区域的反型层。

在一些实施例中，所述半导体器件还包括：与所述第一半导体区域导电接触的第一电极、与所述第三半导体区域导电接触的第二电极。

在一些实施例中，所述半导体层还包括：与所述第三半导体区域相连的第二导电类型的第四半导体区域、与所述第一半导体区域导电接触的第一电极，与所述第四半导体区域导电接触的第二电极。

本公开采用如下技术方案：一种半导体器件的制备方法，包括：

提供半导体层，所述半导体层具有彼此相对的第一面和第二面，在所述第一面上设置有凹槽，所述半导体层包括第一导电类型的第一半导体区域、第二导电类型的第二半导体区域、第一导电类型的第三半导体区域，所述第一半导体区域在所述凹槽的表面形成第一表面区域，所述第二半导体区域在所述凹槽的表面形成第二表面区域，所述第三半导体区域在所述凹槽的表面形成第三表面区域，所述第二表面区域环绕所述第一表面区域，所述第三表面区域环绕所述第二表面区域，所述第一表面区域、所述第二表面区域和所述第三表面区域连为一体；

在所述凹槽的内壁上形成栅绝缘层；

在所述栅绝缘层的表面形成栅极，其中，所述第二表面区域与所述栅极相对，以受所述栅极的电压控制形成连接所述第一半导体区域和所述第三半导体区域的反型层。

在一些实施例中，在所述栅绝缘层的表面形成栅极，包括：