[发明专利]碳化硅半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅半导体装置，其能够通过由栅极电压的施加来实现的沟道区域的控制而对导通状态及截止状态进行切换，

该碳化硅半导体装置具有：

碳化硅层，其具有所述沟道区域；

栅极绝缘膜，其将所述碳化硅层的所述沟道区域覆盖；以及

栅极电极，其隔着所述栅极绝缘膜而与所述碳化硅层的所述沟道区域相对，

所述导通状态下的所述沟道区域的电阻在大于或等于100℃而小于或等于150℃的温度具有最小值，

所述碳化硅层的所述沟道区域在从导带端算起的0.4eV的能量处，具有大于或等于1.7×10¹²eV^-1cm^-2而小于或等于2.6×10¹²eV^-1cm^-2的界面态密度。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中，

对所述沟道区域除了导电型杂质以外，还添加有添加元素。

3.根据权利要求2所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述添加元素为非导电型杂质。

4.根据权利要求3所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述非导电型杂质为Se原子及Ge原子的至少任一者。

5.根据权利要求2所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述添加元素是作为SiC晶体的晶格间原子而添加的Si原子及C原子的至少任一者。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

对所述沟道区域以大于或等于1×10¹⁷cm^-3而小于或等于1×10¹⁸cm^-3的浓度添加有所述添加元素。

7.一种权利要求1所述的碳化硅半导体装置的制造方法，该碳化硅半导体装置能够通过由栅极电压的施加来实现的沟道区域的控制而对导通状态及截止状态进行切换，

该碳化硅半导体装置的制造方法包含下述工序：

形成具有所述沟道区域的碳化硅层；以及

形成将所述碳化硅层的所述沟道区域覆盖的栅极绝缘膜，

形成所述栅极绝缘膜的工序包含下述工序：

形成将所述沟道区域覆盖的氧化膜；

在形成所述氧化膜的工序后，在氮化气氛中进行使所述沟道区域的界面态密度降低的第1热处理；以及

在进行所述第1热处理的工序后，在氧化气氛中进行使所述沟道区域的界面态密度增加的第2热处理，

该碳化硅半导体装置的制造方法还包含下述工序，即，

形成隔着所述栅极绝缘膜而与所述碳化硅层的所述沟道区域相对的栅极电极。

8.根据权利要求7所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

所述第2热处理在大于或等于800℃而小于或等于1000℃的温度进行。

9.根据权利要求7或8所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

所述氧化气氛为湿气氛。

10.根据权利要求9所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

所述湿气氛包含H₂气及O₂气的混合气体。

11.根据权利要求7或8所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

所述氧化气氛包含O₂及氧自由基的至少任一者。

12.根据权利要求7或8所述的碳化硅半导体装置的制造方法，其中，

形成所述栅极绝缘膜的工序包含下述工序，即，在形成所述氧化膜的工序前，沉积将所述沟道区域覆盖的氮化膜，

在形成所述氧化膜的工序中，沉积隔着所述氮化膜而将所述沟道区域覆盖的所述氧化膜。