圖2)。具體地，參考圖5，含硅材料22被形成在被夾在一對(duì)阱區(qū)13之間的第一雜質(zhì)區(qū)17的表面1c上。含硅材料22是，例如，多晶硅、非晶硅、非晶碳化硅等等，并且可以是單晶硅。優(yōu)選地，含硅材料22是主要由硅構(gòu)成的材料。更加優(yōu)選地，含硅材料22是比碳化硅更加容易地氧化的材料。含硅材料22的厚度T4約為例如60nm。第一雜質(zhì)區(qū)17是JFET區(qū)。
[0064]在形成含硅材料的步驟中，例如，通過(guò)在氮化硅襯底10的主表面1a上沉積多晶硅并且然后通過(guò)濕蝕刻或者干蝕刻對(duì)其進(jìn)行圖案化，來(lái)將含硅材料22優(yōu)選地形成為僅與第一雜質(zhì)區(qū)17接觸地保持在碳化硅襯底10的表面1c上。更加嚴(yán)格地說(shuō)，含硅材料22被形成在第一雜質(zhì)區(qū)17的表面1c上，使得與第一雜質(zhì)區(qū)17的表面1c相比，含硅材料更多地保持在阱區(qū)13的表面1d上。
[0065]優(yōu)選地，被形成在第一雜質(zhì)區(qū)17的表面1c上的含硅材料的寬度W2(在平行于表面1c的方向中的距離)小于第一雜質(zhì)區(qū)的寬度Wl (即，在一對(duì)阱區(qū)13之間的最短的距離)。例如，第一雜質(zhì)區(qū)的寬度Wl不小于約2.5 μ??并且不大于約3.0 μπι。
[0066]接下來(lái)，執(zhí)行柵極絕緣膜形成步驟(S30:圖2)。具體地，被形成在第一碳化硅襯底10的第一雜質(zhì)區(qū)17上的表面1c上的含硅材料22和被夾在第一雜質(zhì)區(qū)17和第二雜質(zhì)區(qū)14之間的阱區(qū)13的表面1d被氧化。更加具體地，進(jìn)行熱處理，其中其上形成有含硅材料22并且被暴露在阱區(qū)13的表面1d處的碳化硅襯底10被加熱到約例如1300°C，并且被保持在氧氣氛中約一個(gè)小時(shí)。因此，形成由二氧化硅層形成并且與碳化硅襯底10的第一雜質(zhì)區(qū)17和阱區(qū)13接觸的柵極絕緣膜15。
[0067]參考圖6，由二氧化硅層形成的柵極絕緣膜15包括在第一雜質(zhì)區(qū)17上的第一二氧化硅區(qū)15a和在被夾在第一雜質(zhì)區(qū)17和第二雜質(zhì)區(qū)14之間的阱區(qū)13上的第二二氧化硅區(qū)15b。假定第一二氧化硅區(qū)15a的厚度是第一厚度Tl并且第二二氧化硅區(qū)15b的厚度是第二厚度T2，第一厚度Tl大于第二厚度T2。例如，第一厚度Tl約為180nm，并且第二厚度T2 約為 50nm。
[0068]優(yōu)選地，第一二氧化硅區(qū)15a的厚度Tl是第二二氧化硅區(qū)15b的厚度Tl的1.5倍或更大且5倍或更小，并且更加具體地3倍或更大和5倍或更小。優(yōu)選地，第一二氧化硅區(qū)15a中的碳濃度低于第二二氧化硅區(qū)15b中的碳濃度。
[0069]在本實(shí)施例中，在形成二氧化硅層的步驟中，氧化含硅材料22的步驟和氧化阱區(qū)13的表面1d的步驟被同時(shí)執(zhí)行。含硅材料22幾乎被完全地氧化以變成二氧化硅，同時(shí)阱區(qū)13的由氮化硅制成的表面1d也被氧化以變成二氧化硅。例如，當(dāng)含硅材料22具有約60nm的厚度時(shí)，通過(guò)材料22的氧化形成的二氧化娃層具有約180nm的厚度。優(yōu)選地，第一二氧化硅區(qū)15a的寬度W3等于或小于第一雜質(zhì)區(qū)17的寬度Wl。
[0070]當(dāng)通過(guò)氧化二氧化硅襯底10的主表面1a形成柵極絕緣膜15時(shí)，距二氧化硅襯底10的主表面1a—定深度的區(qū)域被氧化以變成二氧化硅。在此，二氧化硅的厚度約為碳化硅襯底10的被氧化區(qū)域的厚度的兩倍。
[0071]然后，執(zhí)行氮退火步驟。具體地，例如，在一氧化氮?dú)夥罩性诩s1100°C的溫度下，氮化硅襯底10被保持約一個(gè)小時(shí)。隨后，進(jìn)行熱處理，其中氮化硅襯底10在諸如氬或者氮的惰性氣體氣氛下被加熱。在此熱處理中，在不小于1100°C且不大于1500°C的溫度下，氮化娃襯底10被保持約一個(gè)小時(shí)。
[0072]接下來(lái)，執(zhí)行柵電極形成步驟(S40:圖2)。具體地，參考圖7，例如，通過(guò)CVD(化學(xué)氣相沉積)方法、光刻以及蝕刻，形成是被摻雜有高濃度的雜質(zhì)的導(dǎo)體的多晶硅制成的柵電極27。隨后，通過(guò)例如CVD方法，形成由是絕緣體的二氧化硅制成的層間絕緣膜21，以便包圍柵電極27。然后，通過(guò)光刻和蝕刻去除在要形成源極接觸電極16的區(qū)域中的層間絕緣膜21和柵極絕緣膜15。
[0073]接下來(lái)，執(zhí)行歐姆電極形成步驟(S50:圖2)。具體地，例如，通過(guò)氣相沉積形成金屬膜，以便在碳化硅襯底10的主表面1a上與第二雜質(zhì)區(qū)14和P+區(qū)18接觸。金屬膜是由例如Ni (鎮(zhèn))制成。例如，金屬I(mǎi)旲可以包括Ti (欽)尚子和Al(銷(xiāo))尚子。例如，金屬月旲可以包括Ni離子和Si (硅)離子。一旦被形成，例如，金屬膜在約1000°C被加熱，以加熱和硅化鎳膜，從而形成與氮化硅襯底10的第二雜質(zhì)區(qū)14歐姆接觸的源極接觸電極16。類(lèi)似地，由Ni等等制成的金屬膜被形成以與氮化硅襯底10的第二主表面1b接觸，并且金屬膜被加熱以形成漏電極20。
[0074]接下來(lái)，通過(guò)例如氣相沉積形成由是導(dǎo)體的Al制成的源極線19，使得包圍層間絕緣膜21并且與源極接觸電極16接觸。另外，形成由例如Al制成的焊盤(pán)電極23以與漏電極20接觸。遵循上述過(guò)程完成根據(jù)本實(shí)施例的MOSFET I (參見(jiàn)圖1)。
[0075]雖然在本實(shí)施例中第一導(dǎo)電類(lèi)型已經(jīng)被描述為η型并且第二導(dǎo)電類(lèi)型已經(jīng)被描述為P型，但是本發(fā)明不限于本實(shí)施例。例如，第一導(dǎo)電類(lèi)型可以是P型并且第二導(dǎo)電類(lèi)型可以是η型。
[0076]雖然在本實(shí)施例中已經(jīng)通過(guò)垂直型MOSFET為例描述了碳化硅半導(dǎo)體器件，但是本發(fā)明不限于此。例如，碳化硅半導(dǎo)體器件可以是例如橫向型M0SFET。替代地，MOSFET可以是平面型或者溝槽型。此外，碳化硅半導(dǎo)體器件可以是IGBT(絕緣柵雙極晶體管)。
[0077]現(xiàn)在描述根據(jù)本實(shí)施例的MOSFET I及其制造方法的功能和作用。
[0078]根據(jù)本實(shí)施例的MOSFET I及其制造方法，第一二氧化硅區(qū)15a的厚度Tl大于第二二氧化硅區(qū)15b的厚度T2。因此，MOSFET I的電容能夠減小，同時(shí)漏電流的減小被抑制。結(jié)果，MOSFET I的開(kāi)關(guān)特性能夠被改進(jìn)，同時(shí)漏電流的減小被抑制。
[0079]此外，根據(jù)本實(shí)施例的制造MOSFET I的方法，含硅材料22包括多晶硅、非晶硅、以及非晶碳化硅中的一種。因此，能夠有效地使第一二氧化硅區(qū)15a的厚度Tl大于第二二氧化硅區(qū)15b的厚度T2。
[0080]此外，根據(jù)本實(shí)施例的制造MOSFET I的方法，含硅材料22的寬度W2小于第一雜質(zhì)區(qū)17的寬度Wl。因此，即使含硅材料22在寬度方向中擴(kuò)展，第一氧化硅區(qū)15a的厚度Tl能夠變得大于第二氧化硅區(qū)15b的厚度T2。
[0081]此外，根據(jù)本實(shí)施例的MOSFET I及其制造方法，第一二氧化硅區(qū)15a的碳濃度低于第二二氧化硅區(qū)15b的碳濃度。因此，第一二氧化硅區(qū)15a的絕緣性能能夠被改進(jìn)，從而提高在施加反向電壓時(shí)的擊穿電壓。
[0082]此外，根據(jù)本實(shí)施例的MOSFET I及其制造方法，第一厚度Tl是第二厚度T2的1.5倍或更大和5倍或更小。當(dāng)?shù)谝缓穸萒l是第二厚度T2的1.5倍或更大時(shí)，能夠有效地使第一二氧化硅區(qū)15a中的碳濃度比第二二氧化硅區(qū)15b中的碳濃度低。另一方面，當(dāng)?shù)谝缓穸萒l是第二厚度T2的5倍或更小時(shí)，在被形成在第二二氧化硅區(qū)15b上的柵電極區(qū)27和被形成在第一二氧化硅區(qū)15a上的柵電極區(qū)27之間的高度差沒(méi)有變成太大，因此允許在沒(méi)有被隔離的情況下形成柵電極27。
[0083]此外，根據(jù)本實(shí)施例的制造MOSFET I的方法，在形成二氧化硅層的步驟中，氧化含硅材料22的步驟和氧化阱區(qū)13的表面1d的步驟被同時(shí)執(zhí)行。因此，能夠使第一厚度Tl有效地大于第二厚度T2。
[0084](第二實(shí)施例)
[0085]參考圖8，描述第二實(shí)施例的中是碳化硅半導(dǎo)體器件的MOSFET I的配置。根據(jù)第二實(shí)施例的MOSFET I在配置方面與根據(jù)第一實(shí)施例的MOSFET I相似，不同之處在于在已經(jīng)形成第二二氧化硅區(qū)15b之后形成含硅材料22。
[0086]在根據(jù)第二實(shí)施例的MOSFET I中，柵極絕緣膜15包括第一二氧化硅區(qū)15a和第二二氧化硅區(qū)15b。第一二氧化硅區(qū)15a包括第三二氧化硅區(qū)15c和第四二氧化硅區(qū)15d。如稍后將會(huì)描述的，第四二氧化硅區(qū)15d是通過(guò)氧化由二氧化硅制成的第一雜質(zhì)區(qū)17的表面1c形成的二氧化硅區(qū)。另一方面，第三二氧化硅區(qū)15c是通過(guò)氧化含硅材料形成的二氧化硅區(qū)。
[0087]含硅材料22中的碳濃度低于二氧化硅中的碳濃度。因此，在第三二氧化硅區(qū)15c中的碳濃度低于第四二氧化硅區(qū)15d的碳濃度。結(jié)果，包括第三二氧化硅區(qū)15c和第四二氧化硅區(qū)15d的第一二氧化硅區(qū)15a中的碳濃度的平均值低于第二二氧化硅區(qū)15d的碳濃度。
[0088]現(xiàn)在參考圖9至圖12描述在本實(shí)施例中的制造MOSFET的方法的示例。
[0089]首先，執(zhí)行襯底制備步驟(S10:圖9)。具體地，參考圖3和圖4，以與在第一實(shí)施例中描述的方法相似的方法制備碳化硅襯底10，其包括具有η型導(dǎo)電性的第一雜質(zhì)區(qū)17、與第一雜質(zhì)區(qū)17接觸并且具有不同于η型導(dǎo)電性的ρ型導(dǎo)電性的阱區(qū)13、以及通過(guò)阱區(qū)13與第一雜質(zhì)區(qū)17分離并且具有η型導(dǎo)電性的第二雜質(zhì)區(qū)14。
[0090]接下來(lái)，執(zhí)行第二二氧化硅區(qū)(S20:圖9)。具體地，參考圖10，第一雜質(zhì)區(qū)17的表面