半导体器件及其制备方法、功率模块、功率转换电路、车辆与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法、功率模块、功率转换电路、车辆。

背景技术：

1、碳化硅（sic）等宽禁带半导体材料，因其优异的高温性能、化学稳定性和电子特性而广泛应用于电力电子、汽车、航空航天等领域。

2、相关技术中的碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet）具有电流密度大、单元间距小等优点。然而，在温度循环测试或者其他可靠性测试时，半导体场效应晶体管容易失效，导致半导体器件的可靠性较低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种半导体器件及其制备方法、功率模块、功率转换电路、车辆，以提高半导体器件的可靠性。

2、根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括元胞区、过渡区和终端区；所述过渡区环绕所述元胞区，所述终端区环绕所述过渡区；所述半导体器件包括：

3、半导体本体，包括相对设置的第一表面和第二表面；

4、金属结构，位于所述过渡区，且位于所述第一表面远离所述第二表面的一侧，所述金属结构包括栅极金属和源极引线金属中的至少一种；

5、钝化层，由所述终端区延伸至所述过渡区，所述钝化层覆盖所述金属结构，所述钝化层包括氧化物层和位于所述氧化物层远离所述第一表面一侧的氮化物层；所述钝化层包括位于所述金属结构侧壁的侧墙，相邻两个侧墙之间形成贯穿所述钝化层的开口。

6、可选地，所述金属结构包括所述栅极金属和位于所述栅极金属远离所述元胞区一侧的源极引线金属；

7、位于所述源极引线金属远离所述元胞区一侧的所述侧墙，延伸至所述源极引线金属远离所述第一表面的一侧。

8、可选地，所述钝化层位于所述终端区的部分形成连续表面。

9、可选地，所述半导体器件还包括保护层，所述保护层覆盖所述钝化层，并与所述氮化物层接触。

10、可选地，所述半导体器件还包括位于所述元胞区的源极金属，所述源极金属与所述源极引线金属连接；所述钝化层还包括位于所述源极金属靠近所述过渡区的侧壁处的侧墙。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件的制备方法，所述半导体器件包括元胞区、过渡区和终端区；所述过渡区环绕所述元胞区，所述终端区环绕所述过渡区；

12、所述半导体器件的制备方法包括：

13、提供半导体本体，所述半导体本体包括相对设置的第一表面和第二表面；

14、形成金属结构，所述金属结构位于所述过渡区，且位于所述第一表面远离所述第二表面的一侧，所述金属结构包括栅极金属和源极引线金属中的至少一种；

15、形成钝化层，所述钝化层由所述终端区延伸至所述过渡区，所述钝化层覆盖所述金属结构，所述钝化层包括氧化物层和位于所述氧化物层远离所述第一表面一侧的氮化物层；所述钝化层包括位于所述金属结构侧壁的侧墙，相邻两个侧墙之间形成贯穿所述钝化层的开口。

16、可选地，所述形成钝化层包括：

17、形成整面覆盖的氧化物层和氮化物层；

18、形成由所述终端区向所述过渡区延伸，并截止于靠近所述终端区的所述金属结构顶部的掩膜层；

19、以所述掩膜层为掩膜，刻蚀未被所述掩膜层覆盖的所述氧化物层及所述氮化物层以形成所述钝化层。

20、可选地，所述形成钝化层之后还包括：形成覆盖所述氮化物层并与所述氮化物层接触的保护层。

21、根据本发明的另一方面，提供了一种功率模块，包括基板与至少一个如上所述的半导体器件，所述基板用于承载所述半导体器件。

22、根据本发明的另一方面，提供了一种功率转换电路，所述功率转换电路用于电流转换、电压转换、功率因数校正中的一个或多个；

23、所述功率转换电路包括电路板以及至少一个如上所述的半导体器件，所述半导体器件与所述电路板电连接。

24、根据本发明的另一方面，提供了一种车辆，包括负载以及如上的功率转换电路，所述功率转换电路用于将交流电转换为直流电、将交流电转换为交流电、将直流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电后，输入到所述负载。

25、采用的半导体器件包括元胞区、过渡区和终端区；过渡区环绕元胞区，终端区环绕过渡区；半导体器件包括：半导体本体，包括相对设置的第一表面和第二表面；金属结构，位于过渡区，且位于第一表面远离第二表面的一侧，金属结构包括栅极金属和源极引线金属中的至少一种；钝化层，由终端区延伸至过渡区，钝化层覆盖金属结构，钝化层包括氧化物层和位于氧化物层远离第一表面一侧的氮化物层；钝化层包括位于金属结构侧壁的侧墙，相邻两个侧墙之间形成贯穿钝化层的开口。通过在钝化层上开设开口，当外部应力传递至钝化层中后，会在开口处释放，从而避免钝化层碎裂，提高半导体器件的可靠性。任意两个侧墙之间设置有开口，也就是使得钝化层的各个拐角处的应力更容易释放，从而进一步降低钝化层碎裂的风险，提高半导体器件的可靠性。

26、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括元胞区、过渡区和终端区；所述过渡区环绕所述元胞区，所述终端区环绕所述过渡区；所述半导体器件包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述金属结构包括所述栅极金属和位于所述栅极金属远离所述元胞区一侧的源极引线金属；

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述钝化层位于所述终端区的部分形成连续表面。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括保护层，所述保护层覆盖所述钝化层，并与所述氮化物层接触。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括位于所述元胞区的源极金属，所述源极金属与所述源极引线金属连接；所述钝化层还包括位于所述源极金属靠近所述过渡区的侧壁处的侧墙。

6.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，所述半导体器件包括元胞区、过渡区和终端区；所述过渡区环绕所述元胞区，所述终端区环绕所述过渡区；

7.根据权利要求6所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述形成钝化层包括：

8.根据权利要求7所述的半导体器件的制备方法，其特征在于，所述形成钝化层之后还包括：形成覆盖所述氮化物层并与所述氮化物层接触的保护层。

9.一种功率模块，其特征在于，包括基板与至少一个如权利要求1-5任一项所述的半导体器件，所述基板用于承载所述半导体器件。

10.一种功率转换电路，其特征在于，所述功率转换电路用于电流转换、电压转换、功率因数校正中的一个或多个；

11.一种车辆，其特征在于，包括负载以及如权利要求10所述的功率转换电路，所述功率转换电路用于将交流电转换为直流电、将交流电转换为交流电、将直流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电后，输入到所述负载。