[发明专利]碳化硅半导体器件及其制造方法

摘要

一种碳化硅半导体器件包括碳化硅衬底(10)、栅极绝缘膜(15)和栅电极(27)。碳化硅衬底(10)具有第一主表面(10a)和与所述第一主表面(10a)相反的第二主表面(10b)。所述栅极绝缘膜(15)被设置成接触所述碳化硅衬底(10)的所述第一主表面(10a)。所述栅电极(27)设置在所述栅极绝缘膜(15)上，使得所述栅极绝缘膜(15)位于所述栅电极(27)和所述碳化硅衬底(10)之间。在175℃的温度下向栅电极(27)施加‑5V的栅电压达100小时的第一应力测试中，第一阈值电压和第二阈值电压之差的绝对值不大于0.5V，所述第一应力测试之前的阈值电压被定义为所述第一阈值电压并且所述第一应力测试之后的阈值电压被定义为所述第二阈值电压。因此，提供了阈值电压的波动可减弱的碳化硅半导体器件及其制造方法。

主权项

1.一种碳化硅半导体器件，包括：碳化硅衬底，所述碳化硅衬底具有第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；栅极绝缘膜，所述栅极绝缘膜被设置成接触所述碳化硅衬底的所述第一主表面；以及栅电极，所述栅电极被设置在所述栅极绝缘膜上，使得所述栅极绝缘膜位于所述栅电极和所述碳化硅衬底之间，在175℃的温度下向所述栅电极施加‑5V的栅极电压达100小时的第一应力测试中，第一阈值电压和第二阈值电压之差的绝对值不大于0.5V，所述第一应力测试之前的阈值电压被定义为所述第一阈值电压并且所述第一应力测试之后的阈值电压被定义为所述第二阈值电压，其中，在所述栅极绝缘膜和所述栅电极之间的界面被定义为第一界面，并且在所述栅极绝缘膜和所述碳化硅衬底之间的界面中的与所述第一界面相反的区域被定义为第二界面，通过将包含在位于第一虚拟表面和第二虚拟表面之间的界面区域中的钠的总数除以所述第一界面的面积而计算出的值不大于5×1010原子/cm2，所述第一虚拟表面沿着垂直于所述第一界面的方向朝向所述栅电极距离所述第一界面为所述栅极绝缘膜厚度，所述第二虚拟表面沿着垂直于所述第二界面的方向朝向所述碳化硅衬底距离所述第二界面为所述栅极绝缘膜厚度。