的最大值大于界面區(qū)域R中的鋼的 濃度的最大值。因此，可通過即使在鋼的濃度高的環(huán)境中也保持界面區(qū)域R中的鋼的濃度 低，減少碳化娃半導(dǎo)體器件的闊值電壓的波動。
[0061] (7)根據(jù)實施例的一種制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法包括W下步驟。制備中間襯 底100,中間襯底100包括一個主表面21c和與一個主表面21c相反的另一個主表面10b。將鋼 阻擋部件7a布置為接觸中間襯底100的一個主表面21c。在鋼阻擋部件7a接觸一個主表面 21c的同時，將中間襯底100退火。在將中間襯底100退火的步驟之后，從一個主表面21c去除 鋼阻擋部件7a。中間襯底100包括碳化娃襯底10、柵極絕緣膜15和源電極16,碳化娃襯底10 具有面對一個主表面21c的第一主表面IOa和與第一主表面IOa相反的第二主表面10b，第二 主表面IOb形成中間襯底100的另一個主表面IOb，柵極絕緣膜15部分地接觸碳化娃襯底10 的第一主表面10a，源電極16接觸通過柵極絕緣膜15暴露的第一主表面10a。鋼在鋼阻擋部 件7a中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的擴散長度。鋼阻擋部件7a可有效阻擋來自外部的 鋼被引入中間襯底100的一個主表面21c。因此，由于界面區(qū)域R中的鋼的濃度可保持低，因 此可減少碳化娃半導(dǎo)體器件的闊值電壓的波動。
[0062] (8)在根據(jù)（7)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，鋼阻擋部件7a包 括從由碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆碳化 娃層的層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效阻擋來自外部的鋼被引入中間襯底 100的一個主表面21c。
[0063] (9)根據(jù)(7)或(8)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法優(yōu)選地還包括布置中間襯 底保持部4的步驟，中間襯底保持部4面對中間襯底100的另一個主表面10b。鋼在中間襯底 保持部4中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的擴散長度。中間襯底保持部4可有效阻擋鋼被 引入中間襯底100的另一個主表面10b。
[0064] (10)在根據(jù)(9)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，中間襯底保持部 4包括從由碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆碳 化娃層的層組成的組中選擇的至少一種?？筛行ё钃蹁摫灰胫虚g襯底100的另一個主 表面10b。
[0065] (11)根據(jù)(9)或（10)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法優(yōu)選地還包括布置蓋部 6的步驟，蓋部6接觸中間襯底保持部4并且覆蓋鋼阻擋部件7a。在將中間襯底IOO退火的步 驟中，在中間襯底100布置在由蓋部6和中間襯底保持部4包圍的空間中的同時，將中間襯底 100退火。鋼在蓋部6中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的擴散長度。蓋部6可有效阻擋鋼被 引入中間襯底100的一個主表面21c。
[0066] (12)在根據(jù)（11)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，蓋部6包括從由 碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆碳化娃層的 層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效阻擋鋼被引入中間襯底100的一個主表面 21c〇
[0067] (13)根據(jù)實施例的一種制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法包括W下步驟。制備中間襯 底100,中間襯底100包括一個主表面21c和與一個主表面21c相反的另一個主表面10b。將第 一鋼吸收部件7b布置為接觸中間襯底100的一個主表面21c。在第一鋼吸收部件7b接觸一個 主表面21c的同時，將中間襯底100退火。在將中間襯底100退火的步驟之后，從一個主表面 21c去除第一鋼吸收部件7b。中間襯底100包括碳化娃襯底10、柵極絕緣膜15和源電極16,碳 化娃襯底10具有面對一個主表面21c的第一主表面IOa和與第一主表面IOa相反的第二主表 面10b，第二主表面形成中間襯底100的另一個主表面10b，柵極絕緣膜15部分地接觸碳化娃 襯底10的第一主表面1〇日，源電極16接觸通過柵極絕緣膜15暴露的第一主表面10日。鋼在第 一鋼吸收部件7b中的擴散長度大于鋼在碳化娃中的擴散長度。因此，即使當(dāng)中間襯底100的 一個主表面21c被鋼污染時，第一鋼吸收部件7b也吸收中間襯底100的一個主表面21c上的 鋼，使得可有效減少中間襯底100的一個主表面21c中的鋼的濃度。因此，由于界面區(qū)域R中 的鋼的濃度可保持低，因此可減少碳化娃半導(dǎo)體器件的闊值電壓的波動。
[0068] (14)在根據(jù)（13)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，所述第一鋼吸 收部件7b包括從由娃層、二氧化娃層、其中娃層被涂覆二氧化娃層的層、和其中二氧化娃層 被涂覆娃層的層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效吸收中間襯底100的一個主表 面21c上的鋼。
[0069] (15)在根據(jù)（13)或（14)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，在剖面 圖中，第一鋼吸收部件7b具有不小于300WI1的厚度。因此，可更有效吸收中間襯底100的一個 主表面21c上的鋼。
[0070] (16)根據(jù)（13)至（15)中的任一項所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法優(yōu)選地還 包括W下步驟:在將中間襯底100退火的步驟之前，將第二鋼吸收部件7c布置為接觸中間襯 底100的另一個主表面IOb;在將中間襯底100退火的步驟之后，從另一個主表面IOb去除第 二鋼吸收部件7c。在將中間襯底100退火的步驟中，在第一鋼吸收部件7b接觸中間襯底100 的一個主表面21c并且第二鋼吸收部件7c接觸中間襯底100的另一個主表面IOb的同時，將 中間襯底100退火。鋼在第二鋼吸收部件7c中的擴散長度大于鋼在碳化娃中的擴散長度。第 二鋼吸收部件7c可有效吸收中間襯底100的另一個主表面IOb上的鋼。
[0071] (17)根據(jù)（13)至（16)中的任一項所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法優(yōu)選地還 包括布置與中間襯底100的另一個主表面IOb面對的中間襯底保持部4的步驟。鋼在中間襯 底保持部4中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的擴散長度。中間襯底保持部4可有效阻擋鋼 被引入中間襯底100的另一個主表面10b。
[0072] (18)在根據(jù)（17)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，中間襯底保持 部4包括從由碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆 碳化娃層的層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效阻擋鋼被引入中間襯底100的另 一個主表面10b。
[0073] (19)根據(jù)（17)或（18)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法優(yōu)選地還包括布置蓋 部6的步驟，蓋部6接觸中間襯底保持部4并且覆蓋第一鋼吸收部件7b。在將中間襯底100退 火的步驟中，在中間襯底100布置在由蓋部6和中間襯底保持部4包圍的空間中的同時，將中 間襯底100退火。鋼在蓋部6中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的擴散長度。蓋部6可有效阻 擋鋼被引入中間襯底100的一個主表面21c。
[0074] (20)在根據(jù)（19)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，蓋部6包括從由 碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆碳化娃層的 層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效阻擋鋼被引入中間襯底100的一個主表面 21c。
[0075] (21)在根據(jù)（13)至(20)中的任一項所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選 地，第一鋼吸收部件7b包括接觸第一主表面21c的第四主表面7b2和與第四主表面7b2相反 的第五主表面7bl。所述方法還包括W下步驟:布置鋼阻擋部件7a，鋼阻擋部件7a接觸第一 鋼吸收部件7b的第五主表面7bl; W及在將中間襯底100退火的步驟之后，從中間襯底10去 除鋼阻擋部件7曰。在將中間襯底100退火的步驟中，在鋼阻擋部件7a接觸第一鋼吸收部件7b 的第五主表面7bl并且第一鋼吸收部件7b的第四主表面7b2接觸中間襯底100的一個主表面 21c的同時，將中間襯底100退火。鋼在鋼阻擋部件7a中的擴散長度不大于鋼在碳化娃中的 擴散長度。鋼阻擋部件7a可更有效阻擋鋼被引入中間襯底100的一個主表面21c。
[0076] (22)在根據(jù)(21)所述的制造碳化娃半導(dǎo)體器件的方法中，優(yōu)選地，鋼阻擋部件7a 包括從由碳層、碳化娃層、碳化粗層、其中娃層被涂覆碳化娃層的層、和其中碳層被涂覆碳 化娃層的層組成的組中選擇的至少一種。因此，可更有效阻擋鋼被引入中間襯底100的一個 主表面21c。
[0077] [本申請的發(fā)明實施例的細(xì)節(jié)]
[0078] 初始地，將描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的代表碳化娃半導(dǎo)體器件的MOSFET 1的 構(gòu)造。
[0079] 參照圖1，根據(jù)本實施例的MOS陽T1主要具有碳化娃襯底10、柵電極27、柵極絕緣膜 15、層間絕緣膜21、源電極16、表面保護(hù)電極19、漏電極20和背面保護(hù)電極23。碳化娃襯底10 具有第一主表面IOa和與第一主表面IOa相反的第二主表面IOb并且主要包括碳化娃單晶襯 底11和設(shè)置在碳化娃單晶襯底11上的碳化娃外延層5。
[0080] 碳化娃單晶襯底11由具有例如4H多型的六方碳化娃的單晶組成。碳化娃襯底10的 第一主表面IOa的最大直徑大于100mm，優(yōu)選地不小于150mm，更優(yōu)選地不小于200mm。碳化娃 襯底10的第一主表面IOa是例如{0001}面或與{0001}面角偏離不大于8°的表面。具體地講， 第一主表面IOa是例如（OOOl)面或與（OOOl)面角偏離不大于8°的表面，第二主表面IOb是 (000-1)面或與（000-1)面角偏離大致不大于8°的表面。碳化娃襯底10的厚度例如不大于 700皿且優(yōu)選地不大于600]im。碳化娃襯底10的厚度優(yōu)選地不小于250]im且小于600]im，更優(yōu) 選地不小于300]im且小于600]im，更優(yōu)選地不小于250]im且不大于500皿，更優(yōu)選地不小于350 皿且不大于500皿。
[0081] 碳化娃外延層5具有漂移區(qū)12、體區(qū)13、源極區(qū)14和接觸區(qū)18。漂移區(qū)12是包含諸 如氮的雜質(zhì)的n型(第一導(dǎo)電類型）區(qū)域。漂移區(qū)12中的雜質(zhì)濃度是例如大約5.OX IQiScnf3。 體區(qū)13是具有P型（第二導(dǎo)電類型）的區(qū)域。體區(qū)13中包含的雜質(zhì)是例如侶(Al)或棚(B)。體 區(qū)13中包含的雜質(zhì)的濃度是例如大約1 X l〇i7cnf3。
[0082] 源極區(qū)14是包含諸如憐的雜質(zhì)的n型區(qū)。源極區(qū)14形成在體區(qū)13中，被體區(qū)13包 圍。源極區(qū)14的雜質(zhì)濃度高于漂移區(qū)12。源極區(qū)14中的雜質(zhì)濃度是例如IX 102%f3。源極區(qū) 14與漂移區(qū)12被體區(qū)13分隔開。
[0083] 接觸區(qū)18是P型區(qū)。接觸區(qū)18被設(shè)置為被源極區(qū)14包圍并且被形成為接觸體區(qū)13。 接觸區(qū)18包含濃度比體區(qū)13中包含的雜質(zhì)的濃度高的諸如Al或B的雜質(zhì)。接觸區(qū)18中的諸 如Al或B的雜質(zhì)的濃度是例如1 X IO2Vif3D
[0084] 柵極絕緣膜15被形成為接觸碳化娃襯底10的第一主表面10a，從一個源極區(qū)14的 上表面延伸到另一個源極區(qū)14的上表面。柵極絕緣膜15接觸碳化娃襯底10的第一主表面 IOa處的源極區(qū)14、體區(qū)13和漂移區(qū)12。柵極絕緣膜15由例如二氧化娃組成。柵極絕緣膜15 的厚度a優(yōu)選地大致不小于10皿且不大于100皿，更優(yōu)選的大致不小于40皿且不大于60nm， 并且例如是45nm。
[0085] 柵電極27被布置為接觸柵極絕緣膜15,從一個源極區(qū)14的上方延伸到另一個源極 區(qū)14的上方。柵電極27設(shè)置在柵極絕緣膜15上，使得柵極絕緣膜15位于柵電極27和碳化娃 襯底10之間。柵電極27形成在源極區(qū)14、體區(qū)13和漂移區(qū)12上，使柵極絕緣膜15插入其間。 柵電極27由諸如滲雜雜質(zhì)或Al的多晶娃的導(dǎo)體形成。
[0086] 源電極16在遠(yuǎn)離柵極絕緣膜15的方向上從一對源極區(qū)14中的每個上方延伸到接 觸區(qū)18上方并且被布置為接觸碳化娃襯底10的第一主表面10a。源電極16接觸碳化娃襯底 10的第一主表面10a。源電極16接觸碳化娃襯底10的第一主表面IOa處的源極區(qū)14和接觸區(qū) 18。源電極16包含例如TiAl Si并且歐姆接觸碳化娃襯底10。
[0087] 層間絕緣膜21被設(shè)置為接觸柵電極27和柵極絕緣膜15。層間絕緣膜21將柵電極27 和源電極16彼此電隔離。層間絕緣膜21包括被設(shè)置成覆蓋柵電極27的第一絕緣膜21和被設(shè) 置成覆蓋第一絕緣膜21a的第二絕緣膜2化。第二絕緣膜2化可包含比第一絕緣膜21a更多的 作為雜質(zhì)的憐。表面保護(hù)電極19被形成為接觸源電極16并且包含諸如Al的導(dǎo)體。表面保護(hù) 電極19通過源電極16電連接到源極區(qū)14。
[0088] 漏電極20被設(shè)置為接觸碳化娃襯底10的第二主表面10b。漏電極20可由可與碳化 娃單晶襯底11建立歐姆接觸的諸如娃化儀(NiSi)的其他材料構(gòu)成。漏電極20因此電連接到 碳化娃單晶襯底11。背面保護(hù)電極23被形成為接觸與碳化娃單晶襯底11相反的漏電極20的 主表面。背面保護(hù)電極23具有由例如Ti層、Pt層和Au層構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。
[0089] 現(xiàn)在，將參照圖1和圖2描述界面區(qū)域中的鋼的總數(shù)。
[0090] 柵極絕緣膜15和柵電極27之間的界面被定義為第一界面15a并且柵極絕緣膜15和 碳化娃襯底10之間的界面中的面對第一界面15a的區(qū)域被定義為第二界面15b。在沿著第一 界面15a的垂直方向Y位于遠(yuǎn)離第一界面15a朝向柵電極27達(dá)柵極絕緣膜15的厚度a的第一 虛擬表面2a和沿著第二界面15b的垂直方向Y位于遠(yuǎn)離第二界面15b朝向碳化娃襯底10達(dá)柵 極絕緣膜15的厚度a的第二虛擬表面2b之間的區(qū)域被定義為界面區(qū)域R。通過將界面區(qū)域R 中包含的鋼的總數(shù)除W第一界面15a的面積而計算出的值優(yōu)選地不大于5Xl〇w原子/cm2， 更優(yōu)選地不大于3 X l〇w原子/cm2，更優(yōu)選地不大于I X l〇w原子/cm2。
[0091] 參照圖2,通過將界面區(qū)域R中包含的鋼的總數(shù)除W第一界面15a的面積而計算出 的值代表第一界面15a的每單位面積（Icm 2)的界面區(qū)域R中的鋼原子的數(shù)量。換句話講，通 過將界面區(qū)域R中包含的鋼的總數(shù)除W第一界面15a的面積而計算出的值代表圖2中示出的 平行六面體中包含的鋼原子的總數(shù)。可用二次離子微探針質(zhì)譜儀(SIMS)對鋼的總數(shù)進(jìn)行計 數(shù)。
[0092] 優(yōu)選地，距離與第二界面15b相反的柵電極27的第=主表面27a的IOnm內(nèi)的區(qū)域中 的鋼的濃度的最大值大于界面區(qū)域R中的鋼的濃度的最大值，界面區(qū)域R中的鋼的濃度的最 大值不大于IX l〇is原子/cm3。距離柵電極27的第S主表面27a的10皿內(nèi)的區(qū)域中的鋼的濃 度的最大值可不小于IX l〇is原子/cm3。優(yōu)選地，距離碳化娃襯底10的第二主表面IOb的IOnm 內(nèi)的區(qū)域中的鋼的濃度的最大值大于界面區(qū)域R中的鋼的濃度的最大值。距離主表面的 Wnm內(nèi)的區(qū)域意指位于沿著第一界面15a的垂直方向Y的距離主表面±10皿的表面之間的 區(qū)域。
[0093] 將參照圖3描述碳化娃半導(dǎo)體器件的闊值電壓(Vth)的定義。初始地，在變化柵電壓 (也就是說，柵-源電壓Vgs)的情況下測量漏極電流(也就是說，源極-漏極電流Id)。當(dāng)柵電壓 小于闊值電壓時，將位于柵極絕緣膜15正下方的體區(qū)13和漂移區(qū)12之間的pn結(jié)反向偏置， 成為非導(dǎo)通狀態(tài)(截止?fàn)顟B(tài)）。因此，在源電極16(第一電極)和漏電極20(第二電極)之間基 本上沒有漏極電流流動。當(dāng)?shù)扔诨蚋哂陂熤惦妷旱碾妷菏┘拥綎烹姌O27時，在圍繞體區(qū)13 與柵極絕緣膜15的接觸部分的溝道區(qū)CH中形成反型層。因此，源極區(qū)14和漂移區(qū)12彼此電 連接，使得漏極電流開始在源電極16和漏電極20之間流動。即，闊值電壓是指使漏極電流開 始流動的柵電壓。更具體地講，闊值電壓是指當(dāng)源極和漏極之間的電壓(Vds)處于IOV時使漏 極電流達(dá)到300yA的柵電壓。
[0094] 將參照圖4描述碳化娃半導(dǎo)體器件的闊值電壓的波動。初始地，在施加到碳化娃半 導(dǎo)體器件的柵電壓變化的情況下測量漏極電流，并且繪出柵電壓和漏極電流之間的關(guān)系 3a。當(dāng)源極和漏極之間的電壓處于IOV時使漏極電流達(dá)到300yA的柵電壓被定義為第一闊值 電壓(Vthi)。然后，進(jìn)行應(yīng)力測試，在一定時間段內(nèi)向碳化娃半導(dǎo)體器件的柵電極27施加負(fù) 電壓。此后，在施加到碳化娃半導(dǎo)體器件的柵電壓變化的情況下測量漏極電流，并且繪出柵 電壓和漏極電流之間的關(guān)系