本申請(qǐng)屬于半導(dǎo)體，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法、功率模塊、功率轉(zhuǎn)換電路和車輛。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體器件中，隨著元胞尺寸的減小，器件內(nèi)相關(guān)接觸孔的深寬比不斷增加，現(xiàn)有金屬填充工藝難以滿足需求，較大的深寬比接觸孔使得金屬填充后還會(huì)形成空洞，后續(xù)形成鈍化層的過(guò)程中，使得鈍化層會(huì)部分殘留在該空洞內(nèi)，最終影響器件可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為提高可靠性，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括：碳化硅襯底、外延層、柵極、層間絕緣層、源極、鈍化層、漏極，其中碳化硅襯底包括相對(duì)的第一表面和第二表面，外延層設(shè)置于第一表面，柵極設(shè)置于外延層的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，層間絕緣層設(shè)置于柵極的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，層間絕緣層具有暴露外延層的第一接觸孔，源極設(shè)置于層間絕緣層的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，源極填充第一接觸孔，并與外延層電接觸，鈍化層設(shè)置于源極的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，鈍化層具有第二接觸孔，漏極設(shè)置于第二表面。其中，源極包括遠(yuǎn)接觸區(qū)，第二接觸孔暴露接觸區(qū)，接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于接觸區(qū)外的晶粒尺寸。

2、在一些實(shí)施例中，沿平行于第一表面的方向，接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于接觸區(qū)外的晶粒尺寸。

3、在一些實(shí)施例中，沿垂直于第一表面的方向，接觸區(qū)的遠(yuǎn)離第一表面的晶粒尺寸，大于靠近第一表面的晶粒尺寸。

4、在一些實(shí)施例中，源極的材料包括鋁、鋁銅、銅、鈦、氮化鈦或鎳中的至少一種；和/或，源極的材料包括摻雜元素。

5、在上述實(shí)施例中，源極填充了層間絕緣層的第一接觸孔，鈍化層的第二接觸孔暴露源極的接觸區(qū)，接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于接觸區(qū)外的晶粒尺寸，也即意味著，源極接觸區(qū)填充第一接觸孔的過(guò)程中經(jīng)過(guò)相關(guān)工藝處理，例如加熱熔化回流重結(jié)晶，從而使得接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于接觸區(qū)外的晶粒尺寸。進(jìn)一步的，這使得接觸區(qū)具有較為平坦的表面，從而使得接觸區(qū)不存在鈍化層的殘留物，鈍化層可以完全暴露接觸區(qū)，有效避免了鈍化層殘留物在接觸區(qū)內(nèi)影響源極接觸特性，例如源極外接或相關(guān)測(cè)試時(shí)，可以防止殘留物影響器件內(nèi)部熱傳導(dǎo)加速器件老化，也可以防止因殘留物在高溫高濕環(huán)境中吸收水分而導(dǎo)致的器件局部電化學(xué)腐蝕，因此，本申請(qǐng)上述實(shí)施例提高了器件可靠性。

6、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，具體包括如下步驟s1~s7：

7、步驟s1：在碳化硅襯底上形成外延層，碳化硅襯底包括相對(duì)的第一表面和第二表面，外延層位于第一表面。

8、步驟s2：形成柵極，柵極位于外延層的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)。

9、步驟s3：形成層間絕緣層，層間絕緣層位于柵極的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，層間絕緣層具有暴露外延層的第一接觸孔。

10、步驟s4：形成源極，源極位于層間絕緣層的遠(yuǎn)離碳化硅襯底的一側(cè)，源極經(jīng)第一接觸孔與外延層電接觸；源極包括遠(yuǎn)離碳化硅襯底的第三表面，第三表面包括接觸區(qū)。

11、步驟s5：采用激光照射源極，源極填充第一接觸孔。

12、步驟s6：形成鈍化層，鈍化層具有第二接觸孔，第二接觸孔暴露接觸區(qū)；鈍化層在碳化硅襯底上的正投影，與接觸區(qū)在碳化硅襯底上的正投影不交疊。

13、步驟s7：在第二表面形成漏極。

14、在一些實(shí)施例中，激光至少照射源極的第三表面的接觸區(qū)。

15、在一些實(shí)施例中，激光的波長(zhǎng)范圍為50nm~1000nm，能量范圍為1mj~100j，照射的時(shí)長(zhǎng)為1ns~100ms，光斑的面積范圍為100nm2~1cm2。

16、在上述實(shí)施例中，通過(guò)采取激光照射的方法，使得源極熔化回流并填滿第一接觸孔，激光照射的方法使得接觸區(qū)形成較為平坦的表面，避免了源極的接觸區(qū)形成空洞，從而避免了后續(xù)工藝中形成鈍化層時(shí)部分鈍化層殘留在空洞內(nèi)，有利于保證接觸區(qū)內(nèi)源極的接觸特性，例如可以防止殘留物影響器件內(nèi)部熱傳導(dǎo)加速器件老化，也可以防止因殘留物在高溫高濕環(huán)境中吸收水分而導(dǎo)致的器件局部電化學(xué)腐蝕，提高了器件的可靠性。

17、另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種功率模塊，該功率模塊包括基板以及如上述任一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，基板用于承載半導(dǎo)體器件。

18、又一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種功率轉(zhuǎn)換電路，該功率轉(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)。功率轉(zhuǎn)換電路包括電路板以及如上述任一實(shí)施例的半導(dǎo)體器件，半導(dǎo)體器件與電路板電連接。

19、又一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種車輛，該車輛包括負(fù)載以及如上述實(shí)施例的功率轉(zhuǎn)換電路，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，輸入到負(fù)載。

20、上述功率模塊、功率轉(zhuǎn)換電路和車輛具有與上述一些實(shí)施例中提供的半導(dǎo)體器件相同的結(jié)構(gòu)和有益技術(shù)效果，在此不再贅述。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體器件，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，沿平行于所述第一表面的方向，所述接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于所述接觸區(qū)外的晶粒尺寸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，沿垂直于所述第一表面的方向，所述接觸區(qū)的遠(yuǎn)離所述第一表面的晶粒尺寸，大于靠近所述第一表面的晶粒尺寸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述源極的材料包括鋁、鋁銅、銅、鈦、氮化鈦或鎳中的至少一種。

5.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述激光至少照射所述源極的第三表面的接觸區(qū)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述激光的波長(zhǎng)范圍為50nm~1000nm，能量范圍為1mj~100j，照射的時(shí)長(zhǎng)為1ns~100ms，光斑的面積范圍為100nm2~1cm2。

8.一種功率模塊，其特征在于，包括基板與至少一個(gè)如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)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。

9.一種功率轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，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)；

10.一種車輛，其特征在于，包括負(fù)載以及如權(quán)利要求9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。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種半導(dǎo)體器件及其制備方法、功率模塊、功率轉(zhuǎn)換電路和車輛，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。半導(dǎo)體器件包括：碳化硅襯底、外延層、柵極、層間絕緣層、源極、鈍化層、漏極，其中層間絕緣層具有暴露外延層的第一接觸孔，源極填充第一接觸孔，并與外延層電接觸，鈍化層具有第二接觸孔，源極還包括接觸區(qū)，第二接觸孔暴露接觸區(qū)，接觸區(qū)處的晶粒尺寸大于接觸區(qū)外的晶粒尺寸。該半導(dǎo)體器件的鈍化層在接觸區(qū)內(nèi)無(wú)殘留，有效提高了器件可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：謝煒,羅成志,鐘敏,伍術(shù)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽長(zhǎng)飛先進(jìn)半導(dǎo)體有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10