[发明专利]一种元胞结构及其制造方法以及功率器件

说明书

本发明提供了一种元胞结构及其制造方法以及功率器件，涉及功率半导体领域。元胞结构，包括：第一绝缘部，第一绝缘部具有一端开口的容纳槽；第一介质部，第一介质部设置于容纳槽的底部；第二介质部，第二介质部设置于容纳槽内，且位于第一介质部远离底面的一侧；第二绝缘部，设置于第一介质部和第二介质部之间。本发明提供的元胞结构，在容纳槽内设有被第二绝缘部隔开且相互绝缘的第一介质部和第二介质部。如此，第一介质部相当于在容纳槽的底部设置了一个额外的电极板，使整个沟槽底部区域的电场分布较为平缓，有效的解决了沟槽底部电场集中的问题，使得此处发生电场击穿的概率大大降低，有效的提高了器件的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明涉及功率半导体领域，具体而言，涉及一种元胞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元胞结构，用于提高功率器件的性能。现有的元胞结构，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。但这种沟槽式的元胞结构沟槽底部容易发生电场集中，并在此区域造成电场击穿，导致功率器件损坏。

发明内容

本发明提供了一种元胞结构及其制造方法以及功率器件，旨在改善现有元胞结构沟槽底部容易发生电场集中，并在此区域造成电场击穿的问题。

本发明是这样实现的：

一种元胞结构，包括：

第一绝缘部，所述第一绝缘部具有一端开口的容纳槽，且所述容纳槽的底面为弧形结构；

第一介质部，所述第一介质部设置于所述容纳槽的底部，且所述第一介质部远离所述底面的一侧开设有凹槽；

第二介质部，所述第二介质部设置于所述容纳槽内，且位于所述第一介质部远离所述底面的一侧，所述第一介质部和所述第二介质部之间具有预设间距；

第二绝缘部，设置于所述第一介质部和所述第二介质部之间。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一介质部包括第一直线段、第二直线段以及弧形段，所述第一直线段和所述第二直线段分别与所述弧形段的两端连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一直线段和所述第二直线段相互平行且间隔设置。

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第三介质部。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第三介质部远离所述容纳槽一侧设有金属层。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述第一绝缘部的底部设有通孔，所述通孔连接至所述第一介质部。

一种功率器件，包括基板和设置于所述基板上的元胞结构，所述元胞结构为上述任一项所述的元胞结构。

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，所述第一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，所述第二介质部贯穿所述第一离子层和所述第二离子层。

一种元胞结构制造方法，用于制造上述任一项所述的元胞结构，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在基板的表面开设沟槽，并使所述沟槽的内壁进行氧化，形成第一绝缘部；其中，所述基板采用半导体材料制成；

S2，在第一绝缘部形成的容纳槽底部进行第一次多晶沉淀和多晶刻蚀，形成第一介质部；