[发明专利]碳化硅半导体装置

权利要求书

1.一种碳化硅半导体装置，其包含：

具有主面的碳化硅基板；

设置在所述碳化硅基板的所述主面上的栅绝缘膜；

设置在所述栅绝缘膜上的栅电极；和

以覆盖所述栅电极的方式设置的层间绝缘膜，

所述层间绝缘膜包含：

第一绝缘膜，其与所述栅电极接触、含有硅原子并且既不含磷原子也不含硼原子，

第二绝缘膜，其设置在所述第一绝缘膜上并且含有硅原子以及磷原子和硼原子中的至少一种，和

第三绝缘膜，其含有硅原子并且既不含磷原子也不含硼原子，

所述第二绝缘膜具有与所述第一绝缘膜接触的第一面、所述第一面相反侧的第二面、以及连接所述第一面和所述第二面的第三面，

所述第三绝缘膜与所述第二面和所述第三面中的至少一者接触，

其中所述第一绝缘膜具有与所述栅绝缘膜接触的第四面、所述第四面相反侧的第五面、以及连接所述第四面和所述第五面的第六面，

所述第三绝缘膜与所述第三面和所述第六面接触，

所述第三绝缘膜包含SiO₂和SiON中的任一种。

2.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第二绝缘膜封闭在由所述第一绝缘膜和所述第三绝缘膜形成的空间内。

3.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第三绝缘膜与所述第二面接触。

4.根据权利要求1所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第二绝缘膜在所述第三面处与所述主面接触，并且

所述第三绝缘膜与所述第二面接触，并通过所述第二绝缘膜与所述第一绝缘膜隔开。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第一绝缘膜包含SiO₂、SiN和SiON中的任一种。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第二绝缘膜包含PSG、BSG和BPSG中的任一种。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述栅绝缘膜中的钠原子浓度的最大值为1×10¹⁶原子/cm³以下。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第二绝缘膜中的钠原子浓度的最大值高于所述第一绝缘膜中的钠原子浓度的最大值。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第二绝缘膜中的钠原子浓度的最大值高于所述栅绝缘膜中的钠原子浓度的最大值。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其还包含：

与所述碳化硅基板接触并且含有铝的源电极，和

设置在所述源电极与所述层间绝缘膜之间的阻挡层。

11.根据权利要求10所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述阻挡层包含TiN。

12.根据权利要求10所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述源电极包含TiAlSi。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜在所述层间绝缘膜中重复堆叠。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的碳化硅半导体装置，其中，

在其中于175℃的温度下对栅电极施加100小时的-5V的栅电压的第一应力试验中，在将进行所述第一应力试验之前的阈值电压定义为第一阈值电压且将进行所述第一应力试验之后的阈值电压定义为第二阈值电压的情况下，所述第一阈值电压与所述第二阈值电压之差的绝对值为0.5V以下。