[发明专利]一种绝缘栅结构及其制造方法以及功率器件

说明书

本发明提供了一种绝缘栅结构，涉及功率半导体领域。包括绝缘部和第一介质，绝缘部具有一端开口的容纳槽，第一介质设置于容纳槽内；绝缘部包括相互连接的第一绝缘壁和第二绝缘壁，第一绝缘壁靠近开口，第一绝缘壁的厚度小于第二绝缘壁的厚度。由于增大了第二绝缘壁的厚度，使得绝缘部的整体平均厚度增加，从而降低了绝缘栅结构的栅极电容。在工作时，离子层组提供的电压只需在第一绝缘壁处形成反型层，即可使功率器件正常工作，而由于第一绝缘壁的厚度较薄，故而离子层组不需要提供过高的开启电压，从而较小了功率器件的能耗。由此可见，本发明提供的绝缘栅结构，在降低了绝缘栅结构的栅极电容的同时，避免了功率器件的能耗过高的问题。

技术领域

本发明涉及功率半导体领域，具体而言，涉及一种绝缘栅结构及其制造方法以及功率器件。

背景技术

功率器件，也称作半导体器件，主要用于进行功率变换，能够提高用电效率和质量，具有高效节能和绿色环保的特点，是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。现有很多功率器件上都会在基板上设置沟槽式的绝缘栅结构，用于提高功率器件的性能。现有的绝缘栅结构，一般包括槽状的绝缘部，以及填充于绝缘部内部的介质材料。很多功率器件为了降低绝缘栅结构的栅极电容，提高功率器件的性能，采用的方式大多是加厚绝缘部的壁厚，使其栅极电容降低。

然而，功率器件在工作时，基板上的离子层组需要对绝缘栅结构中，位于绝缘部内部的介质提供电压，使绝缘部形成反型层，让功率器件能够正常工作，通常这个电压的电压值被称作为开启电压。当绝缘部的壁厚增大时，会导致离子层组需要提供更大的电压，才能使得绝缘部形成反型层，也就是会导致开启电压增大，这就导致了功率器件的能耗变大。

发明内容

本发明提供了一种绝缘栅结构及其制造方法以及功率器件，旨在改善现有绝缘栅结构通过增加绝缘壁壁厚的方式降低栅极电容的同时，会导致需要的开启电压变高的问题，旨在提供一种在降低栅极电容的同时，不需要过高开启电压的绝缘栅结构。

本发明是这样实现的：

一种绝缘栅结构，应用于功率器件，包括绝缘部和第一介质，所述绝缘部具有一端开口的容纳槽，所述第一介质设置于所述容纳槽内；

所述绝缘部包括相互连接的第一绝缘壁和第二绝缘壁，所述第一绝缘壁靠近所述开口，所述第一绝缘壁的厚度小于所述第二绝缘壁的厚度。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述容纳槽的开口处设有封装部，所述封装部包括介质层，所述介质层由第二介质制成。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述封装部还包括金属层，所述金属层设置于所述介质层远离所述绝缘部一侧。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述容纳槽包括相互连通的第一槽部和第二槽部，所述第一槽部的宽度为L1，所述第二槽部的宽度为L2，L1≥L2。

一种功率器件，包括基板和设置于所述基板上的绝缘栅结构，所述绝缘栅结构为上述任一项所述的绝缘栅结构。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述基板包括依次层叠的第一离子层、第二离子层和晶体层，所述绝缘部从所述第一离子层远离所述第二离子层一侧的表面延伸至所述晶体层内部，且所述开口位于所述第一离子层远离所述第二离子层一侧的表面上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一绝缘壁贯穿所述第一离子层和所述第二离子层。

一种制造方法，应用于上述任一项所述的绝缘栅结构，包括以下步骤：

S1，在基板的第一表面开设沿第一方向延伸的第一槽部，并使所述第一槽部的内壁进行氧化，形成第一绝缘壁；其中，所述基板采用半导体材料制成；

S2，待所述第一绝缘壁的厚度达到A时，在所述第一绝缘壁的外表面涂覆阻氧层；