本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件、制備方法、功率模塊、轉(zhuǎn)換電路和車(chē)輛。

背景技術(shù)：

1、作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，碳化硅(sic)具有優(yōu)良的物理和電學(xué)特性。相比硅材料，sic材料禁帶寬度大，具有擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此采用sic材料制備的半導(dǎo)體器件不僅能在更高的溫度下穩(wěn)定運(yùn)行，還適用于高電壓、高頻率場(chǎng)景。

2、功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(metal-oxide-semiconductor-field-effect-transistor，mosfet)在高速大功率領(lǐng)域中被廣泛使用。相關(guān)技術(shù)中常見(jiàn)的sic材料的mos器件是增強(qiáng)型器件，增強(qiáng)型器件在常態(tài)下不導(dǎo)通，需要在柵極上加正電壓使器件形成溝通導(dǎo)通。耗盡型mos器件在常態(tài)下是導(dǎo)通的，截至狀態(tài)需要給柵極加負(fù)電壓使器件溝道截止，因此耗盡型mos器件可以更快的響應(yīng)并控制電流流通，導(dǎo)通損耗較小，更適用于高頻電路和開(kāi)關(guān)電路。目前耗盡型的平面型mos器件的制備方法中，通常在耗盡型的平面型mos器件的外部反并聯(lián)二極管以用于反向續(xù)流，然而，在耗盡型的平面型mos器件的外部反并聯(lián)二極管，增加了器件的制備難度，并且二極管的導(dǎo)通壓降較大，器件在反向續(xù)流狀態(tài)下的能量損耗較大，影響了器件的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件、制備方法、功率模塊、轉(zhuǎn)換電路和車(chē)輛，以降低半導(dǎo)體器件的制備難度，降低器件在反向續(xù)流狀態(tài)下的能量損耗。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：

3、半導(dǎo)體本體；所述半導(dǎo)體本體包括相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，所述第一表面包括第一區(qū)表面和第二區(qū)表面；其中，所述半導(dǎo)體本體包括位于所述第一區(qū)表面的第一接觸區(qū)和位于所述第一接觸區(qū)靠近所述第二表面一側(cè)的體區(qū)；所述第一接觸區(qū)包括相連的第一電極接觸區(qū)和溝道區(qū)；

4、平面柵結(jié)構(gòu)，位于所述第一接觸區(qū)遠(yuǎn)離所述第二表面的一側(cè)，且覆蓋所述第一接觸區(qū)的溝道區(qū)；

5、接觸金屬層，位于所述半導(dǎo)體本體的第二區(qū)表面，所述接觸金屬層與所述半導(dǎo)體本體的第二區(qū)表面形成肖特基接觸。

6、可選的，所述半導(dǎo)體器件還包括：

7、第一電極，位于所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面，并與所述第一接觸區(qū)的第一電極接觸區(qū)接觸；

8、柵極電極，位于在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面，并與所述平面柵結(jié)構(gòu)接觸；

9、其中，所述第一電極、所述柵極電極與所述接觸金屬層同層設(shè)置。

10、可選的，所述半導(dǎo)體器件還包括：

11、第二接觸區(qū)，所述第二接觸區(qū)位于所述第一電極接觸區(qū)遠(yuǎn)離所述溝道區(qū)的一側(cè)，且位于所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面；所述第一接觸區(qū)與所述第二接觸區(qū)的導(dǎo)電類型不同；

12、所述第一電極還與所述第二接觸區(qū)接觸。

13、可選的，所述第一表面還包括第三區(qū)表面；

14、所述半導(dǎo)體本體中還包括體二極管，所述體二極管的第二導(dǎo)電類型區(qū)位于所述第三區(qū)表面。

15、可選的，所述第一區(qū)表面還包括jeft區(qū)，所述jeft區(qū)位于所述溝道區(qū)遠(yuǎn)離所述第一電極接觸區(qū)的一側(cè)，且與所述體區(qū)側(cè)面接觸；所述第一接觸區(qū)與所述jeft區(qū)的導(dǎo)電類型不同。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括：

17、形成半導(dǎo)體本體；所述半導(dǎo)體本體包括相對(duì)的第一表面和第二表面，所述第一表面包括第一區(qū)表面和第二區(qū)表面；

18、在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成第一接觸區(qū)，并在所述第一接觸區(qū)靠近所述第二表面的一側(cè)形成體區(qū)，以及在所述第一接觸區(qū)遠(yuǎn)離所述第二表面的一側(cè)形成平面柵結(jié)構(gòu)；其中，所述第一接觸區(qū)包括相連的第一電極接觸區(qū)和溝道區(qū)，所述平面柵結(jié)構(gòu)覆蓋所述溝道區(qū)；

19、在所述半導(dǎo)體本體的第二區(qū)表面形成接觸金屬層；所述接觸金屬層與所述半導(dǎo)體本體的第二區(qū)表面形成肖特基接觸。

20、可選的，在所述半導(dǎo)體本體的第二區(qū)表面形成接觸金屬層的同時(shí)，還包括：

21、在所述半導(dǎo)體本體第一區(qū)表面形成與所述第一電極接觸區(qū)接觸的第一電極，以及在所述平面柵結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體本體的一側(cè)形成與所述平面柵結(jié)構(gòu)接觸的柵極電極。

22、可選的，在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成第一接觸區(qū)，并在所述第一接觸區(qū)靠近所述第二表面的一側(cè)形成體區(qū)，以及在第一接觸區(qū)遠(yuǎn)離所述第二表面的一側(cè)形成平面柵結(jié)構(gòu)，包括：

23、在所述半導(dǎo)體本體的第一表面形成第一掩膜層，并對(duì)所述第一掩膜層進(jìn)行圖案化，以在所述第一掩膜層中形成至少一個(gè)暴露所述第一區(qū)表面的第一開(kāi)口；

24、基于圖案化的第一掩膜層，對(duì)所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面進(jìn)行第二導(dǎo)電類型離子的注入，形成初始體區(qū)；

25、基于圖案化的第一掩膜層進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子的注入，在所述初始體區(qū)的表面形成所述第一接觸區(qū)的第一子區(qū)；

26、在所述第一開(kāi)口的側(cè)壁形成阻擋層，以在所述第一開(kāi)口中形成寬度小于所述第一開(kāi)口的第二開(kāi)口；

27、向第二開(kāi)口暴露的第一區(qū)表面進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子的注入，在所述第一子區(qū)靠近第二表面的一側(cè)形成所述第一接觸區(qū)的第一電極接觸區(qū)；其中，所述第二開(kāi)口未暴露的第一子區(qū)用于作為所述溝道區(qū)，所述溝道區(qū)的離子摻雜濃度大于所述第一電極接觸區(qū)的離子摻雜濃度；所述初始體區(qū)未注入第一導(dǎo)電類型離子的區(qū)域用于作為所述體區(qū)；

28、去除所述第一掩膜層，在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成所述平面柵結(jié)構(gòu)。

29、可選的，所述半導(dǎo)體器件的制備方法還包括：

30、在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成第二接觸區(qū)；所述第二接觸區(qū)位于所述第一電極接觸區(qū)遠(yuǎn)離所述溝道區(qū)溝槽的一側(cè)，且與所述第一接觸區(qū)的導(dǎo)電類型不同。

31、可選的，在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成第二接觸區(qū)，包括：

32、去除所述第一掩膜層之后，在所述半導(dǎo)體本體的第一表面形成第二掩膜層，并對(duì)所述第二掩膜層進(jìn)行圖案化，以在所述第二掩膜層中形成暴露所述第二接觸區(qū)的預(yù)設(shè)位置的第三開(kāi)口；

33、基于圖案化的第二掩膜層進(jìn)行第二導(dǎo)電類型離子的注入，形成所述第二接觸區(qū)，并去除所述第二掩膜層。

34、可選的，圖案化后的第一掩膜層包括至少一對(duì)暴露所述第一區(qū)表面的第一開(kāi)口，同一對(duì)的兩個(gè)第一開(kāi)口相鄰設(shè)置；

35、圖案化后的第二掩膜層在每一對(duì)暴露所述第一區(qū)表面的兩個(gè)第一開(kāi)口的中間區(qū)域具有一第三開(kāi)口，且所述第三開(kāi)口的寬度大于或等于分別位于對(duì)應(yīng)的兩個(gè)第一開(kāi)口中的兩個(gè)第二開(kāi)口之間的寬度。

36、可選的，所述半導(dǎo)體器件的制備方法還包括：

37、在所述第一區(qū)表面形成jeft區(qū)，所述jeft區(qū)位于所述溝道區(qū)遠(yuǎn)離所述第一電極接觸區(qū)的一側(cè)，且與所述體區(qū)側(cè)面接觸；所述第一接觸區(qū)與所述jeft區(qū)的導(dǎo)電類型不同；

38、其中，在所述第一區(qū)表面形成jeft區(qū)，包括：

39、去除所述第二掩膜層之后，在所述半導(dǎo)體本體的第一表面形成第三掩膜層，并對(duì)所述第三掩膜層圖案化，以在所述第三掩膜層中形成多個(gè)暴露所述jeft區(qū)預(yù)設(shè)位置的第四開(kāi)口；

40、基于圖案化的第三掩膜層，對(duì)所述第一區(qū)表面進(jìn)行第二導(dǎo)電離子的注入，形成所述jeft區(qū)，并去除所述第三掩膜層。

41、可選的，所述第一表面還包括第三區(qū)表面，形成所述初始體區(qū)的同時(shí)，還包括：

42、對(duì)所述第三區(qū)表面進(jìn)行第二導(dǎo)電類型離子的注入，形成體二極管的第二導(dǎo)電類型區(qū)；

43、形成第二接觸區(qū)的同時(shí)，還包括：

44、對(duì)所述體二極管的第二導(dǎo)電類型區(qū)再次進(jìn)行第二導(dǎo)電類型離子的注入，以增加所述體二極管的第二導(dǎo)電類型區(qū)表面的離子摻雜濃度。

45、可選的，形成所述平面柵結(jié)構(gòu)，包括：

46、在所述半導(dǎo)體本體的第一表面形成柵極絕緣層；

47、在所述柵極絕緣層遠(yuǎn)離所述柵極絕緣層遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體本體的一側(cè)形成多晶硅柵極層；

48、對(duì)所述多晶硅柵極層圖案化，形成至少位于所述溝道區(qū)上方的多晶硅柵極；

49、對(duì)所述柵極絕緣層圖案化，在所述柵極絕緣層中形成暴露至少部分的所述第一電極接觸區(qū)的開(kāi)口。

50、可選的，在所述半導(dǎo)體本體第一區(qū)表面形成與所述平面柵結(jié)構(gòu)接觸的柵極電極和與所述第一接觸區(qū)接觸的第一電極之前，還包括：

51、在所述半導(dǎo)體本體的第一區(qū)表面形成鈍化層，并在所述鈍化層中形成暴露所述第一接觸區(qū)的第一電極連接口，和暴露所述柵極結(jié)構(gòu)的柵極連接口。

52、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種功率模塊，包括基板與至少一個(gè)如本發(fā)明任一實(shí)施例所述的半導(dǎo)體器件，所述基板用于承載所述半導(dǎo)體器件。

53、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種功率轉(zhuǎn)換電路，所述功率轉(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)；

54、所述功率轉(zhuǎn)換電路包括電路板以及至少一個(gè)如本發(fā)明任一實(shí)施例所述的半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件與所述電路板電連接。

55、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種車(chē)輛，包括負(fù)載以及如本發(fā)明任一實(shí)施例所述的功率轉(zhuǎn)換電路，所述功率轉(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，輸入到所述負(fù)載。

56、本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，通過(guò)在半導(dǎo)體器件體內(nèi)集成肖特基勢(shì)壘二極管(schottky?barrier?diode,sbd)，相對(duì)于在半導(dǎo)體器件體外部反并聯(lián)用于反向續(xù)流的二極管，可以在制備耗盡型的平面型mos器件的同時(shí)形成肖特基勢(shì)壘二極管，簡(jiǎn)化了器件的制備過(guò)程，并且可以避免外部并聯(lián)sbd的方式增加器件的封裝成本和雜散電感，從而防止器件開(kāi)關(guān)特性退化；另外，反向續(xù)流時(shí)，由于肖特基二極管的開(kāi)啟電壓小于pn結(jié)二極管，因此集成的肖特基二極管先于體二極管導(dǎo)通，電流流經(jīng)肖特基結(jié)，器件在反向續(xù)流狀態(tài)下的能量損耗大大降低。

57、應(yīng)當(dāng)理解，本部分所描述的內(nèi)容并非旨在標(biāo)識(shí)本發(fā)明的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，也不用于限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的其它特征將通過(guò)以下的說(shuō)明書(shū)而變得容易理解。