[发明专利]半导体器件及其制备方法、电力变换装置

说明书

本公开提供一种半导体器件及其制备方法、电力变换装置。该半导体器件，包括：半导体层，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面面，半导体层被划分出用于构造晶体管的晶体管区和用于构造二极管的二极管区，半导体层包括位于其第一侧表面中晶体管区所处区域内侧的多个源区；多个第一沟槽，设置在半导体层的第一侧表面中晶体管区所处区域上，多个第一沟槽内部分别设置栅极结构，栅极结构与源区相连；多个第二沟槽，设置在半导体层的第一侧表面中二极管区所处区域上，多个第二沟槽内部分别设置虚设栅极结构；第一电极，设置在半导体层的第一侧表面上，与多个源区导电接触，与栅极结构之间由层间介质层隔开，且与虚设栅极结构导电接触。

技术领域

本公开属于电力电子技术领域，具体涉及一种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。MOS型半导体器件的栅极结构包含平面栅极结构和沟槽栅极结构。MOS型半导体器件存在电压降回跳的现象，导致电路系统不稳定。

发明内容

本公开提供一种半导体器件及其制备方法、电力变换装置。

本公开采用以下技术方案：一种半导体器件，包括：

半导体层，具有彼此相对的第一侧表面和第二侧表面面，所述半导体层被划分出用于构造晶体管的晶体管区和用于构造二极管的二极管区，所述半导体层包括位于其第一侧表面中所述晶体管区所处区域内侧的多个源区；

多个第一沟槽，设置在所述半导体层的第一侧表面中所述晶体管区所处区域上，所述多个第一沟槽内部分别设置栅极结构，所述栅极结构与所述源区相连；

多个第二沟槽，设置在所述半导体层的第一侧表面中所述二极管区所处区域上，所述多个第二沟槽内部分别设置虚设栅极结构；

第一电极，设置在所述半导体层的第一侧表面上，与所述多个源区导电接触，与所述栅极结构之间由层间介质层隔开，且与所述虚设栅极结构导电接触。

在一些实施例中，所述半导体层的第一侧表面中位于所述二极管区的部分为平整表面，所述第二沟槽的顶表面低于所述第一沟槽的顶表面。

在一些实施例中，所述虚设栅极结构彼此之间的中心距等于所述栅极结构彼此之间的中心距。

在一些实施例中，所述虚设栅极结构彼此之间的中心距小于所述栅极结构彼此之间的中心距。

在一些实施例中，所述半导体器件还包括设置在所述半导体层的第二侧表面上的第二电极，所述第二电极与所述半导体层的晶体管区和二极管区均导电接触。

在一些实施例中，所述晶体管区构造为IGBT器件或者MOSFET器件，所述二极管区构造为二极管。

本公开采用以下技术方案：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侧表面和第二侧表面面，所述半导体层被划分出用于构造晶体管的晶体管区和用于构造二极管的二极管区，所述半导体层包括位于其第一侧表面中所述晶体管区所处区域内侧的多个源区，在所述半导体层的第一侧表面中所述晶体管区所处区域上形成有多个第一沟槽，所述多个第一沟槽内部分别设置栅极结构，所述栅极结构与所述源区相连，在所述半导体层的第一侧表面中所述二极管区所处区域上形成多个第二沟槽，所述多个第二沟槽内部分别设置虚设栅极结构；

形成至少覆盖所述栅极结构和所述虚设栅极结构的层间介质层；

去除所述虚设栅极结构上方的层间介质层，并暴露所述虚设栅极结构中的能够导电的部分；