半导体器件及其制备方法、电力变换装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985953A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211689631.XH01L21/331(2006.01)(22)申请日2022.12.27H02M1/00(2007.01)(71)申请人株洲中车时代半导体有限公司地址412001湖南省株洲市石峰区田心高科园半导体三线办公大楼三楼309室(72)发明人姚尧管佳宁梁利晓刘葳覃荣震肖强罗海辉(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372专利代理师郑哲琦吴昊(51)Int.Cl.H01L29/423(2006.01)H01L29/739(2006.01)H01L29/78(2006.01)H01L21/336(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称半导体器件及其制备方法、电力变换装置(57)摘要本公开提供一种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侧表面和第二侧表面，在第一侧表面上沿第一方向交替设置第一沟槽第二沟槽组，第二沟槽组包括1个第二沟槽或者包括沿第一方向排列的多个第二沟槽，第一沟槽和第二沟槽均沿第二方向延伸，第一方向与第二方向平行于半导体层所处平面且彼此相交，与第一沟槽相邻的第二沟槽包括沿第二方向延伸的主体区域以及从主体区域朝向相邻第一沟槽方向凸出的枝节区域，主体区域同侧的枝节区域间隔设置，半导体层包括与第一沟槽相连的源区，源区位于第一沟槽与第二沟槽的枝节区域之间；栅极结构；假栅极结构；第一电极；层间介质层；第二电极。CN115985953ACN115985953A权利要求书1/2页1.一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体层，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，在所述第一侧表面上沿第一方向交替设置第一沟槽和第二沟槽组，所述第二沟槽组包括1个第二沟槽或者包括沿所述第一方向排列的多个第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽均沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向平行于所述半导体层所处平面且彼此相交，与所述第一沟槽相邻的第二沟槽包括沿所述第二方向延伸的主体区域以及从所述主体区域朝向相邻第一沟槽凸出的枝节区域，所述主体区域同侧的枝节区域间隔设置，所述半导体层包括与所述第一沟槽相连的源区，所述源区位于所述第一沟槽与所述第二沟槽的枝节区域之间；栅极结构，设置在所述第一沟槽内，包括栅绝缘层和栅极；假栅极结构，设置在所述第二沟槽内，包括假栅绝缘层和假栅极；第一电极，设置在所述半导体层的第一侧表面上且与所述源区导电接触；层间介质层，将所述第一电极和所述栅极结构间隔分开；第二电极，设置在所述半导体层的第二侧表面上。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，沿第一方向彼此相邻的两个第一沟槽之间设置1个第二沟槽，所述第二沟槽包括从其主体区域朝向两侧第一沟槽凸出的枝节区域。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，沿第一方向彼此相邻的两个第一沟槽之间设置多个第二沟槽，所述第二沟槽包括从其主体区域朝向两侧第一沟槽凸出的枝节区域，相邻第二沟槽的彼此相对的枝节区域连为一体。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述假栅极浮空设置或者与所述第一电极导电接触。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体层的第一侧表面上还设置有多个第三沟槽，所述第一电极填充所述第三沟槽，以至少与所述源区导电接触。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，部分所述第三沟槽暴露所述源区的侧表面，且与所述第二沟槽间隔设置。7.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，部分所述第三沟槽暴露所述源区的侧表面且暴露所述假栅极。8.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，在相邻的第一沟槽与第二沟槽的主体区域之间且在该主体区域朝向该第一沟槽的相邻2个枝节区域之间设置一个或多个孤立的第三沟槽。9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述假栅极的顶表面低于所述栅极的顶表面。10.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件构造为IGBT或MOSFET。11.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：提供半导体层，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面，在所述第一侧表面上沿第一方向交替设置第一沟槽和第二沟槽组，所述第二沟槽组包括1个第二沟槽或者包括沿所述第一方向排列的多个第二沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽均沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向平行于所述半导体层所处平面且彼此相交，与所述第一沟槽相邻2CN115985953A权利要求书2/2页的第二沟槽包括沿所述第二方向延伸的主体区域以及从所述主体区域朝向相邻第一沟槽方向凸出的枝节区域，位于所述主体区域同侧的枝节区域间隔设置，所述半导体层包括与所述