本發(fā)明涉及半導體，具體涉及一種半導體功率器件及其制備方法。

背景技術：

1、功率半導體器件是電力電子裝置中電能轉換與電路控制的核心元器件，隨著近年來新能源汽車、光伏、軌道交通、智能電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場對功率器件的需求迅速升溫。第三代半導體si?c材料在禁帶寬度、導熱性能、臨界擊穿場強、電子飽和漂移速度上的優(yōu)勢明顯，符合未來電力電子系統(tǒng)小型輕量化、高效一體化、安全可靠化的發(fā)展趨勢。

2、隨著平面型sic?mosfet技術的不斷迭代，其元胞尺寸的縮減能力逐漸趨近極限，相較而言，溝槽型sic?mosfet從結構上更小的元胞尺寸、更高的溝道密度等天然優(yōu)勢，注定是下一代sic功率器件的發(fā)展趨勢。對于溝槽型sic?mosfet而言，反向阻斷狀態(tài)下，其底部柵氧的電場集中是制約其性能及可靠性的關鍵問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題在于如何改善半導體功率器件在反向阻斷狀態(tài)下柵極結構的底部區(qū)域電場集中的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種半導體功率器件，包括：半導體襯底層；位于所述半導體襯底層沿第一方向一側的漂移層；柵極結構，位于部分所述漂移層中；阱區(qū)，位于所述柵極結構側部的所述漂移層中；第一摻雜層，所述第一摻雜層位于所述阱區(qū)朝向所述半導體襯底層一側的所述漂移層中且位于相鄰的所述柵極結構之間，所述第一摻雜層與所述阱區(qū)間隔且與所述柵極結構間隔，所述第一摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相反；其中，所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離大于所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離。

3、可選的，所述第一摻雜層沿所述第一方向的尺寸為0.8微米至5微米。

4、可選的，所述第一摻雜層的摻雜濃度小于所述阱區(qū)的摻雜濃度。

5、可選的，所述第一摻雜層的摻雜濃度為所述阱區(qū)的摻雜濃度的1/10～1/2。

6、可選的，所述第一摻雜層包括第一摻雜區(qū)和包圍所述第一摻雜區(qū)的第二摻雜區(qū)，所述第二摻雜區(qū)的摻雜濃度和所述第一摻雜區(qū)的摻雜濃度均分別小于所述阱區(qū)的摻雜濃度，所述第二摻雜區(qū)的摻雜濃度小于第一摻雜區(qū)的摻雜濃度。

7、可選的，所述第二摻雜區(qū)的摻雜濃度為所述阱區(qū)的摻雜濃度的1/10～1/2。

8、可選的，所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離小于所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離；或者，所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離等于所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離；或者，所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離大于所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離；

9、可選的，所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側表面與所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面之間沿所述第一方向的間隔距離大于或等于0且小于或等于0.5微米。

10、可選的，所述第一摻雜層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度。

11、可選的，所述第一摻雜層的摻雜濃度為所述漂移層的摻雜濃度的2倍～10倍。

12、可選的，還包括：第二摻雜層，所述第二摻雜層位于所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側且與所述柵極結構接觸，所述第二摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相同，且所述第二摻雜層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度。

13、可選的，所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離小于所述第二摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離。

14、可選的，所述第二摻雜層和所述第一摻雜層間隔。

15、可選的，所述第二摻雜層和所述第一摻雜層接觸。

16、可選的，所述第二摻雜層的摻雜濃度為所述漂移層的摻雜濃度的2倍～10倍。

17、可選的，所述第二摻雜層的厚度為0.1微米～1微米。

18、可選的，所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側表面的寬度尺寸大于所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面的寬度尺寸。

19、可選的，自所述第一摻雜層背離所述半導體襯底層的一側至所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側，所述第一摻雜層的寬度尺寸遞減。

20、可選的，所述第一摻雜層的側壁至所述柵極結構的側壁之間的間隔距離為0.2微米～1微米。

21、本發(fā)明還提供一種半導體功率器件的制備方法，包括:在半導體襯底層沿第一方向一側形成漂移層；在所述漂移層中形成第一摻雜層，所述第一摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相反；在所述漂移層中形成柵極結構和阱區(qū)，所述阱區(qū)位于所述柵極結構側部的所述漂移層中；其中，所述第一摻雜層位于所述阱區(qū)朝向所述半導體襯底層一側的所述漂移層中且位于相鄰的所述柵極結構之間，所述第一摻雜層與所述阱區(qū)間隔且與所述柵極結構間隔；其中，所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離大于所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離。

22、可選的，形成所述第一摻雜層的工藝為離子注入工藝。

23、可選的，形成所述柵極結構，包括：形成柵槽；以及在所述柵槽中形成所述柵極結構。

24、可選的，所述半導體功率器件的制備方法還包括：在所述柵槽中形成所述柵極結構之前，在所述柵槽底部的所述漂移層中形成第二摻雜層；其中，所述第二摻雜層位于所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側且與所述柵極結構接觸，所述第二摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相同，且所述第二摻雜層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度；其中，所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離小于所述第二摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離。

25、本發(fā)明技術方案具有以下技術效果：

26、本發(fā)明技術方案提供的半導體功率器件，設置第一摻雜層，所述第一摻雜層位于所述阱區(qū)朝向所述半導體襯底層一側的所述漂移層中且位于相鄰的所述柵極結構之間，所述第一摻雜層與所述阱區(qū)間隔且與所述柵極結構間隔，所述第一摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相反。所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離大于所述第一摻雜層朝向所述半導體襯底層的一側表面至所述半導體襯底層之間的間隔距離，在反向阻斷(例如：柵極結構關斷且漏極的電壓大于源區(qū)的電壓)的過程中，第一摻雜層與位于第一摻雜層和所述柵極結構之間的漂移層構成的pn結發(fā)生耗盡，電場峰值從柵極結構的底部區(qū)域到第一摻雜層和漂移層的交界處，改善半導體功率器件在反向阻斷狀態(tài)下柵極結構的底部區(qū)域電場集中，保護柵極結構中的柵介質層，由于對柵介質層的保護增加，提高了反向擊穿電壓。

27、進一步的，半導體功率器件還包括第二摻雜層，第二摻雜層位于所述柵極結構朝向所述半導體襯底層的一側且與所述柵極結構接觸，所述第二摻雜層的摻雜類型與所述漂移層的摻雜類型相同。在半導體功率器件正向導通時，載流子經(jīng)過第二摻雜層，因為第二摻雜層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度，因此使得正向導通電阻降低。