半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備SiC層、設(shè)置在上述SiC層的表面上的柵絕緣膜和設(shè)置在柵絕緣膜上的柵電極，所述柵絕緣膜含有與上述SiC層的表面接觸的氧化膜或氧氮化膜，所述氧化膜或氧氮化膜含有選自B(硼)、Al(鋁)、Ga(鎵)、In(銦)、Sc(鈧)、Y(釔)、La(鑭)、Mg(鎂)、Ca(鈣)、Sr(鍶)、Ba(鋇)中的至少1種元素，柵絕緣膜中的上述元素的峰位于柵絕緣膜的SiC側(cè)，上述元素的峰位于氧化膜或氧氮化膜中，并且在峰的與所述SiC層相反的一側(cè)具有元素的濃度為1×1016cm-3以下的區(qū)域。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002] 本申請(qǐng)基于2013年9月20日提出的日本專利申請(qǐng)2013-196230號(hào)主張優(yōu)先權(quán)， 在此援引其全部?jī)?nèi)容W作參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0004] SiC (碳化娃）作為新一代功率半導(dǎo)體設(shè)備用的材料受到期待。SiC與Si (娃）相 比，具有帶隙為3倍、擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度為約10倍及導(dǎo)熱系數(shù)為約3倍的優(yōu)良的物理性能。當(dāng) 活用該特性時(shí)，可實(shí)現(xiàn)低損耗且能夠高溫工作的功率半導(dǎo)體設(shè)備。
[0005] 另一方面，已知當(dāng)在 4H-SiC 的 C 面上形成M0S (Metal Oxide Semiconductor,金屬 氧化物半導(dǎo)體）結(jié)構(gòu)時(shí)，與Si面相比柵漏電流增大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的課題在于提供抑制設(shè)置在SiC層上的柵絕緣膜的漏電流、可實(shí)現(xiàn) 高的載流子遷移率的半導(dǎo)體裝置。
[0007] 實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備SiC層、設(shè)置在上述SiC層的表面上的柵絕緣膜和設(shè) 置在柵絕緣膜上的柵電極，所述柵絕緣膜含有與上述SiC層的表面接觸的氧化膜或氧氮 化膜，氧化膜或氧氮化膜含有選自B(測(cè)）、A1 (鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、 La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、化（巧）、Sr (餓）、Ba(頓）中的至少1種元素，柵絕緣膜中的上述元素 的峰位于柵絕緣膜的SiC層側(cè)，上述元素的峰位于氧化膜或氧氮化膜中，并且在上述峰的 與SiC層相反的一側(cè)具有上述元素的濃度為1 X l〇i6cnT3 W下的區(qū)域。
[0008] 根據(jù)上述構(gòu)成，可提供抑制設(shè)置在SiC層上的柵絕緣膜的漏電流、可實(shí)現(xiàn)高的載 流子遷移率的半導(dǎo)體裝置。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的示意截面圖。
[0010] 圖2A、B是第1實(shí)施方式的柵絕緣膜及柵電極部分的放大圖及表示元素分布的圖。
[0011] 圖3是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[001引圖4A、B是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[0013] 圖5A、B是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[0014] 圖6是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[0015] 圖7是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[0016] 圖8是第1實(shí)施方式的作用及效果的說(shuō)明圖。
[0017] 圖9是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的制造方法的工序流程圖。
[0018] 圖10是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0019] 圖11是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0020] 圖12是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0021] 圖13是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0022] 圖14是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0023] 圖15是表示第1實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0024] 圖16是表示第1實(shí)施方式和比較方式的柵絕緣膜的元素分布的圖。
[00巧]圖17是表示第2實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的示意截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] W下一邊參照附圖一邊說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。還有，在W下的說(shuō)明中，相同的構(gòu) 件等帶有相同的符號(hào)，對(duì)于曾經(jīng)說(shuō)明過(guò)的構(gòu)件等適當(dāng)省略其說(shuō)明。
[0027] 另外，在W下的說(shuō)明中，n\ n、n ^及p\ P、P -的標(biāo)記表示各導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度的相 對(duì)高低。目P，n+表示與n比較、n型的雜質(zhì)濃度相對(duì)高，表示與n比較、n型的雜質(zhì)濃度相 對(duì)低。另外，P+表示與P比較、P型的雜質(zhì)濃度相對(duì)高，表示與P比較、P型的雜質(zhì)濃度相 對(duì)低。另外，有時(shí)將n+型、n -型僅記載為n型，將P+型、P -型僅記載為P型。
[002引（第1實(shí)施方式）
[0029] 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置具備SiC層、設(shè)置在SiC層的表面上的柵絕緣膜和設(shè)置 在柵絕緣膜上的柵電極，所述柵絕緣膜含有與SiC層的表面接觸的氧化膜或氧氮化膜，氧 化膜或氧氮化膜含有選自B(測(cè)）、A1(鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、 Mg (鎮(zhèn)）、化（巧）、Sr (餓）、Ba (頓）中的至少1種元素，柵絕緣膜中的上述元素的峰位于 柵絕緣膜的SiC層側(cè)，上述元素的峰位于氧化膜或氧氮化膜中，并且在上述峰的與SiC層相 反的一側(cè)具有上述元素的濃度為lXl〇i 6cnT3 W下的區(qū)域。
[0030] 特別地為一種半導(dǎo)體裝置，其具備具有第1面和第2面的SiC基板、設(shè)置在SiC基 板的第1面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電型SiC層、設(shè)置在SiC層的表面上的第2導(dǎo)電型第ISiC區(qū)域、設(shè)置 在第ISiC區(qū)域的表面上的第1導(dǎo)電型第2SiC區(qū)域、連續(xù)地設(shè)置在SiC層、第ISiC區(qū)域的 表面上的柵絕緣膜、形成于柵絕緣膜上的柵電極、形成于第2SiC區(qū)域上的第1電極、和形成 于SiC基板的第2面?zhèn)鹊牡?電極，所述柵絕緣膜含有與SiC層的表面接觸的氧化膜或氧 氮化膜，氧化膜或氧氮化膜含有選自B(測(cè)）、A1 (鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、 La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓）中的至少1種元素，柵絕緣膜中的上述元素 的峰位于柵絕緣膜的第ISiC區(qū)域側(cè)，上述元素的峰位于氧化膜或氧氮化膜中，并且在上述 峰的與SiC層相反的一側(cè)具有上述元素的濃度為1 X l〇i6cnT3 W下的區(qū)域。
[0031] 圖1是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置M0S陽(yáng)T的構(gòu)成的示意截面圖。該 M0S陽(yáng)T(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金屬氧化物半導(dǎo) 體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）100是通過(guò)離子注入形成P阱和源區(qū)域的Double Implantation MOS陽(yáng)T值IMOS陽(yáng)T，雙注入金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）。
[0032] M0S陽(yáng)T 100是W電子為載流子的n溝道型晶體管。另外，M0S陽(yáng)T 100是使載流子 在半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)鹊脑措姌O與背面?zhèn)鹊穆╇姌O之間移動(dòng)的立式晶體管。
[0033] 該M0S陽(yáng)T 100具備具有第1面和第2面的SiC基板（碳化娃基板）12。圖1中， 第1面是指圖的上側(cè)的面、第2面是指圖的下側(cè)的面。該SiC基板12是例如含有雜質(zhì)濃度 為lXl〇i8cm-3 W上且lXl〇i9cm-3 W下的例如N(氮）作為n型雜質(zhì)的4H-SiC的SiC基板 (n基板）。
[0034] 第1面為C面、即為（000-1)面。第1面相對(duì)于C面，例如還可8度W下的范 圍偏移。
[003引該SiC基板12的第1面上例如形成有n型雜質(zhì)的雜質(zhì)濃度為5 X IQiScnT3 W上且 2Xl0i6cm-3 W下的n型SiC層（n - SiC層）14。n - SiC層14的膜厚例如為5?20ym左 右。
[0036] 在n-SiC層14的一部分表面上形成有P型雜質(zhì)的雜質(zhì)濃度例如為5Xl〇i5cnT3 W上且1 X l〇i7cnT3 W下的P型的第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16。P阱區(qū)域16的深度例如為 0. 6 ym左右。P阱區(qū)域16作為M0S陽(yáng)T 100的溝道區(qū)域發(fā)揮功能。
[0037] 在第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16的一部分表面上形成有n型雜質(zhì)的雜質(zhì)濃度例如為 1 X l〇i8cm-3 W上且1 X 1022cm-3 W下的n+型的第2SiC區(qū)域（源區(qū)域）18。源區(qū)域18的深度 比第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16的深度更淺，例如為0. 3 y m左右。
[0038] 另外，在作為第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16的部分表面的n+型第2SiC區(qū)域（源區(qū) 域）18的側(cè)方上例如形成有P型雜質(zhì)的雜質(zhì)濃度為1 X IQiScnT3 W上且1 X 1022cnT3 W下的 P+型的第3SiC區(qū)域（P阱接觸區(qū)域）20。P阱接觸區(qū)域20的深度比第ISiC區(qū)域（P阱區(qū) 域）16的深度更淺，例如為0. 3ym左右。
[0039] 在n - SiC層14及第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16的表面上具有按照跨越該些區(qū)域及 層的方式連續(xù)地形成的柵絕緣膜28。然后，在柵絕緣膜28上形成有柵電極30。柵電極30 例如可應(yīng)用多晶娃等。
[0040] 圖2A、B是本實(shí)施方式的柵絕緣膜及柵電極部分的放大圖及表示元素分布的圖。 圖2A是柵絕緣膜28及柵電極30部分的放大圖、圖2B是表7]^兀素分布的圖。
[0041] 柵絕緣膜28含有與第ISiC區(qū)域16的表面接觸的氧化膜或氧氮化膜，氧化膜或氧 氮化膜含有選自B(測(cè)）、A1(鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、 Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓）中的至少1種元素。然后，柵絕緣膜28中的上述元素的峰位于 柵絕緣膜28的第ISiC區(qū)域16側(cè)、上述元素的峰位于氧化膜或氧氮化膜中。
[0042] W下，W上述元素為B (測(cè)）、氧化膜或氧氮化膜為娃氧化膜、柵絕緣膜28整體也為 娃氧化膜的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
[004引如圖2A所示，柵絕緣膜28與SiC的表面、即第ISiC區(qū)域16的表面接觸，由B濃 度高的界面慘雜區(qū)域28a和柵電極30側(cè)的未慘雜B的無(wú)慘雜區(qū)域28b構(gòu)成。該里，未慘雜 的無(wú)慘雜區(qū)域28b中，利用各種物理分析（SIMS、原子探針、XI^S等），B的濃度為測(cè)定限W 下。因此，柵絕緣膜28中的B的濃度分布如圖2B所示，B的峰存在于柵絕緣膜28中的第 ISiC區(qū)域16側(cè)。另外，柵絕緣膜28在上述B的峰的與第ISiC區(qū)域（SiC層）16相反的一 側(cè)具有B的濃度為1 X l0i6cnT3 W下的區(qū)域。
[0044] 例如，在使B等自柵電極側(cè)擴(kuò)散時(shí)或者將B導(dǎo)入至絕緣膜整體時(shí)，難W形成所謂的 無(wú)慘雜區(qū)域28b/界面慘雜區(qū)域28a的構(gòu)成的絕緣膜。為了獲得該構(gòu)成的絕緣膜，如后所示， 需要進(jìn)行B慘雜膜與B無(wú)慘雜膜的層疊等一些制作方法的努力。
[0045] 在柵電極30上例如形成有由Si化膜形成的層間絕緣膜32。被柵電極下的第2SiC 區(qū)域（源區(qū)域）18和n - SiC層14夾持的第ISiC區(qū)域16作為MOS陽(yáng)T 100的溝道區(qū)域發(fā) 揮功能。
[0046] 還有，具備與第2SiC區(qū)域（源區(qū)域）18和第3SiC區(qū)域（P阱接觸區(qū)域）20電連 接的導(dǎo)電性的第1電極（源-P阱通用電極）24。第1電極（源-P阱通用電極）24例如由 Ni (媒）的阻擋金屬層24a和阻擋金屬層24a上的A1的金屬層24b構(gòu)成。Ni的阻擋金屬 層24a與A1的金屬層24b還可通過(guò)反應(yīng)形成合金。
[0047] 另外，在SiC基板12的第2面?zhèn)壬闲纬捎袑?dǎo)電性的第2電極（漏電極）36。第2 電極（漏電極）36例如為Ni。
[0048] 另外，本實(shí)施方式中，n型雜質(zhì)例如優(yōu)選為N(氮）或P(磯），但也可應(yīng)用As(神） 等。另外，P型雜質(zhì)例如優(yōu)選為A1 (鉛），但也可應(yīng)用B (測(cè)）、Ga (嫁）、In (鋼）等。
[0049] W下，對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果詳細(xì)地?cái)⑹?。圖3?圖8是本實(shí)施方式的作用 及效果的說(shuō)明圖。
[0050] 圖3是表示SiC和在SiC上形成的Si化的柵絕緣膜28的帶結(jié)構(gòu)的圖。左圖表示 4H-SiC的Si(娃）面、即（0001)面的情況。右圖表示4H-SiC的C(碳）面、即（000-1)面 的情況。
[0051] 如圖所示，對(duì)Si面和C面進(jìn)行比較時(shí)，SiC與Si〇2的傳導(dǎo)帶下端的能量差（W下 也記載為能帶偏移（AEc))是C面的小0.4eV?0.6eV左右。因此，當(dāng)在SiC上形成有柵 絕緣膜28和柵電極30時(shí)，C面會(huì)發(fā)生柵漏電流增大的問(wèn)題。
[0052] 另一方面，關(guān)于載流子的遷移率，C面的高于Si面的。
[0053] 發(fā)明人為了弄清楚Si面和C面上的能帶偏移和遷移率的差異，進(jìn)行了利用第1原 理計(jì)算的探討。W下根據(jù)其探討結(jié)果，對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果詳細(xì)地?cái)⑹觥?br> [0054] 在SiC/Si〇2界面附近，由于形成柵絕緣膜28時(shí)的氧化，因而在SiC側(cè)產(chǎn)生C (碳） 缺陷。在SiC的表面附近，C缺陷的生成能量低。因此，如果為原子狀氧，則簡(jiǎn)單地變?yōu)镃0 被放出。
[00巧]進(jìn)而，在SiC表面附近被氧化的過(guò)程中釋放出碳原子。此時(shí)，由于碳原子間的鍵 (CC鍵）很強(qiáng)，因此在Si化側(cè)形成C2二聚物結(jié)構(gòu)。該C2二聚物結(jié)構(gòu)是Si化的0(氧）被 C(碳）取代的結(jié)構(gòu)。W下，將C,二聚物結(jié)構(gòu)記載為CoCo結(jié)構(gòu)。
[0056] 圖4A、B是CoCo結(jié)構(gòu)的說(shuō)明圖。圖4A是第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)、圖4B是第1鄰接 氧取代結(jié)構(gòu)。
[0057] CoCo結(jié)構(gòu)具有數(shù)個(gè)變化。根據(jù)第1原理計(jì)算，在由Si-0-Si鍵形成的6邊形的結(jié) 構(gòu)中，圖4A所示那樣的碳將第2鄰接的氧取代、C與剩余的Si鍵連接的結(jié)構(gòu)（稱作第2鄰 接氧取代結(jié)構(gòu)）是最為穩(wěn)定的。此時(shí)，碳之間變成代替己帰化2〇 = 012)的氨原子而與Si 組裝成鍵的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由于C可穩(wěn)定地采取3配位結(jié)構(gòu)而出現(xiàn)，為Si時(shí)并不出現(xiàn)。
[0058] 圖5A、B是CoCo結(jié)構(gòu)的電子狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖5A是第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)、圖5B 是第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)。
[0059] 第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)的電子狀態(tài)是存在1個(gè)在帶隙中電子為空的狀態(tài)、1個(gè)在帶隙 中電子填滿的狀態(tài)。認(rèn)為電子為空的狀態(tài)位于4H-SiC的傳導(dǎo)帶下端的位置、此狀態(tài)會(huì)引起 遷移率劣化。目P，認(rèn)為在溝道移動(dòng)的電子被誘捕至空的狀態(tài)、從而遷移率降低。
[0060] 另一方面，電子填滿的狀態(tài)比價(jià)電子帶上端更深、不會(huì)造成很大的影響。在Si面 上，由于主要形成該第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)，因此載流子的遷移率劣化大。
[0061] 在CoCo結(jié)構(gòu)中，第二穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)是圖4B所示那樣的碳將第1鄰接的氧取代、C與 剩余的Si鍵連接的結(jié)構(gòu)（稱作第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)）。如圖5B所示，第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu) 的電子狀態(tài)是電子為空的狀態(tài)相比較于4H-SiC的傳導(dǎo)帶下端高1. 9eV左右。該狀態(tài)不會(huì) 引起遷移率劣化。另一方面，電子填滿的狀態(tài)相比較于4H-SiC的VB高0. 6eV左右。
[006引 圖6是表示Si面和C面的CoCo結(jié)構(gòu)的圖。C面中，在4H-SiC的價(jià)電子帶上端存 在界面狀態(tài)。因此，在第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)中，可W將電子攝入至C面的界面狀態(tài)。因此， 從Si化膜中的第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)中奪取電子，整體體系穩(wěn)定。通過(guò)該穩(wěn)定化，在C面中， 由第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)變換成第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)。因此，在C面的界面附近，主要形成第 1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)。
[0063] 此時(shí)，如圖6的右圖所示，在SiC/Si化界面產(chǎn)生拉低SiC/Si化界面的AEc的方向 的固定偶極子。因此，在C面上，與Si面相比，AEc降低0.4?0.6eV左右。另外，主要形 成第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)、第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)的比例低，因此C面上的遷移率劣化比Si面 小。
[0064] 如此，當(dāng)比較Si面和C面時(shí)，在Si面上第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)變得更為穩(wěn)定，在C 面上第1鄰接氧取代結(jié)構(gòu)變得更為穩(wěn)定。因此，相對(duì)地說(shuō)，在Si面上遷移率小、AEc大。換 句話說(shuō)，在C面上遷移率大、但AEc變小。
[0065] 本實(shí)施方式中，在柵絕緣膜28的與SiC接觸的界面慘雜區(qū)域28a中含有選自 B(測(cè)）、A1 (鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr(餓）、 Ba(頓）中的至少1種元素。Si〇2中的C〇C〇結(jié)構(gòu)通過(guò)導(dǎo)入B、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Mg、Ca、 Sr、Ba等3價(jià)或2價(jià)的元素，可W變換成電子阱。W下示出在為B的情況下的計(jì)算結(jié)果，其 他元素也同樣。
[0066] 當(dāng)Si化中具有B時(shí)，碳在Si化中形成比CoCo結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的CsOB結(jié)構(gòu)。CsOB結(jié)構(gòu) 是將Si原子取代的C(碳）、與該C相接觸的0(氧）、和將在相反側(cè)與該0相接觸的Si原 子取代的B(測(cè)）鍵合而成的結(jié)構(gòu)。目P，是Si-0-Si鍵部分變?yōu)镃-0-B鍵的結(jié)構(gòu)。該里，代 替 B 還可使用 A1、Ga、In、Sc、Y、La、Mg、Ca、Sr、Ba。
[0067] 特別是，當(dāng)在發(fā)生向Si化中的碳擴(kuò)散的階段中存在B時(shí)，在形成CoCo結(jié)構(gòu)之前，形 成CsOB結(jié)構(gòu)。因此，可確實(shí)地形成CsOB結(jié)構(gòu)。根據(jù)第1原理計(jì)算，與CoCo結(jié)構(gòu)相比、CsOB 結(jié)構(gòu)具有相對(duì)于每個(gè)CsOB結(jié)構(gòu)為至少1. 2eV的獲利，能量上更穩(wěn)定。
[0068] 圖7是CsOB結(jié)構(gòu)的電子狀態(tài)的說(shuō)明圖。另外，圖8是由CsOB結(jié)構(gòu)形成的固定偶 極子的說(shuō)明圖。
[0069] 如圖7所示，在計(jì)算CsOB結(jié)構(gòu)的電子狀態(tài)時(shí)，在Si化的價(jià)電子帶的正上方形成電 子阱能級(jí)。由此，可W使電子從SiC/Si化界面的界面狀態(tài)向該電子阱能級(jí)移動(dòng)。因此，通 過(guò)電子向Si化側(cè)的移動(dòng)，如圖8所示，SiC側(cè)形成正的固定偶極子、Si化側(cè)形成負(fù)的固定偶 極子。
[0070] 當(dāng)形成CsOB結(jié)構(gòu)時(shí)，在Si面和C面上Si化中的CoCo結(jié)構(gòu)均消失。因此，可抑制 遷移率的降低。
[0071] 進(jìn)而，通過(guò)界面的固定偶極子，AEc提高。由于電子從SiC/Si〇2界面的界面狀態(tài) 向該電子阱能級(jí)移動(dòng)，因此與面方位無(wú)關(guān)地（例如Si面、C面、A面、M面為代表性的）形成 固定偶極子。因此，與面方位無(wú)關(guān)，自本來(lái)的位置開(kāi)始，AEc提高0.2eV?0.6eV左右。因 而，與導(dǎo)入CsOB結(jié)構(gòu)之前相比，可抑制柵漏電流。例如，當(dāng)描繪柵漏與柵極施加電壓的圖表 時(shí)，柵漏開(kāi)始的電壓向大者偏移。
[007引例如，C面與Si面相比，AEc降低了 0. 4eV左右（由于CoCo結(jié)構(gòu)中的電荷陷阱、 ^ Ec降低），但提高0.5eV左右（通過(guò)向CsOB導(dǎo)入電荷陷阱，形成與之前反方向的偶極 子）。因此，作為差，可預(yù)料0.9?l.OeV左右的提高。
[007引另外，即便是C面，認(rèn)為也會(huì)殘留第2鄰接氧取代結(jié)構(gòu)，因此C面的遷移率也提高。 因此，與面方位無(wú)關(guān)，預(yù)料遷移率達(dá)到50cm2/Vs W上。
[0074] 本實(shí)施方式中，B的峰存在于柵絕緣膜28中的第ISiC區(qū)域16偵U。B W高濃度存 在于SiC/Si〇2界面附近的界面慘雜區(qū)域28a，因此有效地形成CsOB結(jié)構(gòu)。
[00巧]還有，在遠(yuǎn)離SiC/Si化界面的柵電極30側(cè)的無(wú)慘雜區(qū)域28b中，盡量地不慘雜B。 能夠防止因CsOB結(jié)構(gòu)或晶格間的B的存在所導(dǎo)致的可靠性劣化。目P，必須排除在膜的內(nèi)部 產(chǎn)生多余的電子阱能級(jí)。優(yōu)選無(wú)慘雜區(qū)域28b中完全不含B，但不排除含有一定量的B。無(wú) 慘雜區(qū)域28b的B濃度優(yōu)選盡量地少（lXl〇i6cnr3 W下左右），優(yōu)選至少為測(cè)定限W下（例 如當(dāng)使用SIMS時(shí)為lXl〇i6cnT3 W下左右、當(dāng)使用原子探針時(shí)為lXl〇i5cnT3 W下左右）。該 里，當(dāng)為IX l〇i6cnT3 W下時(shí)，認(rèn)為不會(huì)對(duì)遷移率或可靠性造成很大的影響，因此只要是該程 度的量，也可看作是與沒(méi)有B時(shí)大致同等的柵絕緣膜。
[0076] Si化中的CsOB結(jié)構(gòu)優(yōu)選按照能夠使電子自SiC/Si化界面的界面狀態(tài)移動(dòng)的方式 存在于SiC/Si化界面附近。因此，優(yōu)選B的峰位于距離SiC (第ISiC區(qū)域16)與柵絕緣膜 28的界面為5nm W下的范圍內(nèi)。當(dāng)較該距離更遠(yuǎn)時(shí)，電子難W自界面狀態(tài)移動(dòng)、有不能形成 固定偶極子的可能性。進(jìn)而，為了使電子移動(dòng)變得確實(shí)，優(yōu)選使其小于Inm。波動(dòng)函數(shù)的后 尾拉至2. 5nm左右，但基本集中存在于Inm W內(nèi)。因此，為了確保充分的重疊，優(yōu)選為5nm W下的范圍，當(dāng)小于Inm時(shí)是可靠的。
[0077] B的峰的B濃度優(yōu)選為5. 6X 10"cm-3 W上且5X 102°cm-3 W下。低于上述范圍時(shí)， 固定偶極子的量不足，有無(wú)法實(shí)現(xiàn)足夠的AEc提高的可能性。優(yōu)選確保AEc >0.01V。
[0078] 由絕緣膜和SiC界面構(gòu)成的、由固定極化量產(chǎn)生的位移X(伏特）可由X =(電 荷）X (表面密度）X (極化長(zhǎng)度）/介電常數(shù)計(jì)算。當(dāng)更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，為：
[0079] X(伏特）=(電荷）X(表面密度）X(極化長(zhǎng)度）/介電常數(shù)=(電荷 2X1.602X10^9庫(kù)侖）X (表面密度cn。X (極化長(zhǎng)度Xl(T8cm)/(相對(duì)介電常數(shù)〇/ 巧.854Xl(^l2(fard/m)]=1.81Xl(^l4(數(shù)表面密度cm-2單位）x(極化長(zhǎng)度A單位）パ相 對(duì)介電常數(shù)）。
[0080] 該里，SiC界面的息空鍵的電荷為1、數(shù)表面密度最大為10"cnT2左右、介電常數(shù)為 10。由于考慮了數(shù)密度的下限，因此極化長(zhǎng)度采用最大值，為lOnm、即100A (埃）左右。 由此為X= 1.81 Xl〇-"X IX 10"X 100/10 = 1.8 (V)。由于想確保0.01V，因此有必要為 0.0056X10"cnT2W上。當(dāng)為其W下時(shí)，有無(wú)法獲得必要的位移量的可能性。將其單純地?fù)Q 算成同樣的1皿膜厚的密度，優(yōu)選為5.6X10"cm 3 W上。
[008。 另外，當(dāng)超過(guò)上述范圍時(shí)，剩余的B形成電子阱，有導(dǎo)致遷移率的降低或柵絕緣膜 的可靠性的劣化的可能性。自基板中滲出的碳量例如當(dāng)在制作SiC/Si化（熱氧化膜）結(jié)構(gòu) 進(jìn)行測(cè)定時(shí)，為5X lO^cnTS w下。因此，當(dāng)導(dǎo)入更多的B時(shí)，無(wú)法形成CsOB結(jié)構(gòu)、B向絕緣 膜的電極側(cè)的擴(kuò)散的可能性提高。因此，優(yōu)選為5Xl0WcnT3 W下。
[0082] 另外，從適當(dāng)?shù)厥闺娮幼源嬖谟赟iC/Si化界面的界面狀態(tài)移動(dòng)至CsOB結(jié)構(gòu)的觀 點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選B的量與界面狀態(tài)的量同等。由此觀點(diǎn)出發(fā)，更優(yōu)選峰的B濃度為5Xl〇i8cnT3 W上且5Xl〇i9cnT3 W下。界面狀態(tài)的表面密度通過(guò)氮等的導(dǎo)入，可降低至5Xl〇i2cnT2左右。 因此，為了觀察上限，W Inm寬度計(jì)優(yōu)選為5X l〇i9cnT3 W下。作為下限，W lOnm寬度計(jì)優(yōu)選 為 5Xl〇i8cm-3 W上。
[008引 由W上可知，B的峰的B濃度優(yōu)選為5. 6X 10"cm-3 W上且5X 102%1-3 W下。進(jìn)而 優(yōu)選為5X l0i8cm-3 W上且5X l0i9cm-3 W下。B量的目標(biāo)值例如為3X l0i9cm-3左右。
[0084] 另外，為了形成CsOB結(jié)構(gòu)，有必要在柵絕緣膜28的B的界面慘雜區(qū)域28a中含有 與B配對(duì)的C(碳）。另一方面，從不使可靠性劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在遠(yuǎn)離SiC/Si化界面 的柵電極30側(cè)的無(wú)慘雜區(qū)域28b上形成變?yōu)殡娮于宓碾娮訝顟B(tài)的C(碳）的濃度盡量低。 目P，采用盡量不含C的工藝，優(yōu)選至少在初期的成膜階段不含C。
[0085] 因此，優(yōu)選在柵絕緣膜28的一部分中含有C(碳）、柵絕緣膜28中的C(碳）的峰 位于柵絕緣膜28的SiC(第ISiC區(qū)域16)偵U。進(jìn)而，優(yōu)選C(碳）的峰位于距離SiC(第 ISiC區(qū)域16)與柵絕緣膜28的界面為lOnm W下的范圍內(nèi)。在無(wú)慘雜區(qū)域28b優(yōu)選完全不 含C，但不排除含有一定量的C。無(wú)慘雜區(qū)域28b的碳濃度優(yōu)選盡量地少（1 X l〇i6cnT3 W下 左右），優(yōu)選至少為測(cè)定限W下（例如當(dāng)使用SIMS時(shí)為1 X l〇i6cnT3 W下左右，當(dāng)使用原子 探針時(shí)為1 X 10"cnT3 W下左右）。該里，當(dāng)為1 X l〇i6cnT3 W下時(shí)，認(rèn)為不會(huì)對(duì)遷移率或可靠 性造成大的影響，因此為該程度的量時(shí)，可看作是與沒(méi)有C時(shí)大致同等的柵絕緣膜。
[0086] 另外，為了形成CsOB結(jié)構(gòu)，優(yōu)選柵絕緣膜28的SiC/Si化界面附近的C(碳）與 B(測(cè)）的量比接近1:1。因此，優(yōu)選B的峰的B濃度為C(碳）的峰的C(碳）濃度的80%W 上且120%W下。另外，C(碳）的峰的C(碳）濃度優(yōu)選為4.5Xl〇i7cm-3 W上且6Xl〇Wcm-3 W下、更優(yōu)選為5.6X10"cnT3 W上且5X102%T3 W下。進(jìn)而優(yōu)選為4Xl〇i8cnT3 W上且 6Xl〇i9cm-3 W下、更優(yōu)選為 5Xl〇i8cm-3 W上且 5Xl〇i9cm-3 W下。
[0087] 另外，優(yōu)選C濃度與B濃度的膜厚方向的分布在80 上且120 下的范圍內(nèi) 是一致的。例如，當(dāng)使用下述實(shí)施方式的第2制造方法所示的工藝時(shí)，通過(guò)調(diào)整B濃度，可W 使B濃度接近C濃度。此時(shí)，C濃度與B濃度的膜厚方向的分布良好地一致、約為1:1。利 用第2制造方法獲得的柵絕緣膜中，B與C制作CsOB結(jié)構(gòu)，剩余的B殘留在膜上部。然后， 利用HF刻蝕將剩余的B除去。
[008引柵絕緣膜28中的B (測(cè)）或C (碳）的濃度及濃度分布例如可使用SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry,二次離子質(zhì)譜）或原子探針（Atom Probe)進(jìn)行測(cè)定。
[0089] 另外，本實(shí)施方式中，在SiC(第ISiC區(qū)域16)與柵絕緣膜28的界面上存在使 SiC(第ISiC區(qū)域16)側(cè)為正、使柵絕緣膜28側(cè)為負(fù)的固定偶極子。固定偶極子的有無(wú)及 極性例如可通過(guò)測(cè)定C-V特性的柵絕緣膜28的膜厚依賴性來(lái)判別。
[0090] 改變柵絕緣膜的膜厚、測(cè)定柵電極的有效功函數(shù)。測(cè)定CV曲線的平帶位移（V化） 與柵絕緣膜的膜厚依賴性，通過(guò)絕緣膜在零的地點(diǎn)的外插、即V化軸的截距值，可W求出有 效功函數(shù)（4eff)。
[0091] 例如，磯慘雜多晶娃的功函數(shù)為4. lev左右，但當(dāng)在SiC基板的C面上形成有Si化 時(shí)，有效功函數(shù)變?yōu)?. 6eV左右。該表示在界面上形成了絕緣膜側(cè)為正、基板側(cè)為負(fù)的引起 0. 5eV位移的偶極子。
[0092] 接著，例如在利用下述第2制造方法制造的本實(shí)施方式的情況下進(jìn)行測(cè)定時(shí)，有 效功函數(shù)變?yōu)?. 6eV左右。該表示在界面上形成了絕緣膜側(cè)為正、基板側(cè)為負(fù)的引起0. 5eV 位移的偶極子。如此，可W測(cè)定固定偶極子的特性。
[0093] 另外，W柵絕緣膜28所含的元素為B(測(cè)）、氧化膜或氧氮化膜為娃氧化膜、柵絕緣 膜28整體也為娃氧化膜的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可應(yīng)用該構(gòu)成W外的構(gòu)成。
[0094] 除氧化膜W外，即便是氧氮化膜，通過(guò)含有〇(氧），也可在膜中形成CsOB結(jié)構(gòu)、在 界面上形成固定偶極子。
[0095] 作為氧化膜或氧氮化膜中含有的元素，如上所述，除了 B(測(cè)）之外，還可應(yīng)用選 自 A1 (鉛）、Ga (嫁）、In (鋼）、Sc (筑）、Y (紀(jì)）、La (銅）、Mg (鎮(zhèn)）、Ca (巧）、Sr (餓）、 Ba(頓）中的元素。作為氧化膜或氧氮化膜中含有的元素，由于與Si的取代是容易的、易于 形成CsOB結(jié)構(gòu)，因此優(yōu)選應(yīng)用B (測(cè)）或A1 (鉛）。另外，由于與A1相比更難形成氧化物或 娃化物、更易形成CsOB結(jié)構(gòu)，因此更優(yōu)選為B(測(cè)）。
[0096] 作為氧化膜或氧氮化膜，除了娃氧化膜（Si化）、娃氧氮化膜（SiON) W外，例如還 可應(yīng)用給氧化膜化f〇2)、給氧氮化膜化fON)、給娃酸鹽氧化膜化fSiO)、給娃酸鹽氧氮化膜 (HfSiON)、鉛氧化膜狂r〇2)、鉛氧氮化膜狂rON)、鉛娃酸鹽氧化膜狂rSiO)、鉛娃酸鹽氧氮化 膜狂rSiON)、氧化鉛（Al2〇3)、氮化氧化鉛（A10N)等高電介質(zhì)膜。
[0097] 但是，考慮到勢(shì)壘的高度時(shí)，界面附近Si化膜或SiON膜是適合的。例如，利用Si化 膜、SiON膜形成SiC側(cè)界面附近的至少一部分，從基板界面?zhèn)乳_(kāi)始，按照B慘雜SiON(Inm) / 無(wú)慘雜Si化(HTO膜、9nm)/無(wú)慘雜HfSi0N(30nm)等的方式也可變?yōu)閷?shí)質(zhì)上3層W上的結(jié)構(gòu)。 此時(shí)，認(rèn)為具有稍微的B擴(kuò)散，但隨著該擴(kuò)散，也可將SiC側(cè)的第一層和第二層的一部分看 作界面慘雜區(qū)域，將（擴(kuò)散少的）第二層的剩余部分和最上層看作無(wú)慘雜區(qū)域。
[0098] 該里，需要注意AI2O3中的A1。本實(shí)施方式中的A1重要的是在Si化中在Si位置取 代來(lái)制作CsOAl結(jié)構(gòu)。與其相對(duì)，Al2〇3并非是用A1將Si〇2中的Si取代的結(jié)構(gòu)、成為Al2〇3 材料特有的結(jié)構(gòu)。
[0099] 另外，柵絕緣膜28也可W是B等元素的濃度高的氧化膜或氧氮化膜與B等元素的 濃度比氧化膜或氧氮化膜足夠低的膜、即僅檢測(cè)到測(cè)定限W下的量的B的膜的層疊膜。例 女口，氧化膜或氧氮化膜是B濃度高的娃氧化膜，在其上也可層疊B濃度足夠低的給氧化膜。 或者，也可W是B濃度高的娃氧化膜與B濃度足夠低的娃氮化膜的層疊膜?；蛘?，也可W是 B濃度及C濃度高的娃氧化膜與B濃度及碳濃度足夠低的HTOOli曲Temperature化ide， 高溫氧化物）膜的層疊膜。當(dāng)然，在無(wú)慘雜區(qū)域中不慘雜B更好。只要存在，則會(huì)相應(yīng)地使 特性劣化。
[0100] 接著，對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0101] 本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法為在SiC層上形成由含有選自B(測(cè)）、 A1 (鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc (筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓） 中的至少1種元素的氧化膜或氧氮化膜構(gòu)成的第1絕緣膜，在第1絕緣膜上形成元素的濃 度比第1絕緣膜足夠低的絕緣膜，在絕緣膜上形成柵電極。該里，足夠低是指無(wú)慘雜，現(xiàn)實(shí) 中是指測(cè)定限W下。例如為lXl〇i 6cnT3W下。
[0102] 圖9是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的工序流程圖。圖10?圖 15是表示本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第1制造方法的示意截面圖。
[0103] 如圖9所示，半導(dǎo)體裝置的第1制造方法具備rT SiC層形成（步驟S100)、p型雜 質(zhì)離子注入（步驟S102)、n型雜質(zhì)離子注入（步驟S104)、p型雜質(zhì)離子注入（步驟S106)、 退火（步驟S108)、第1絕緣膜形成（步驟S110)、第2絕緣膜形成（步驟S112)、柵電極形 成（步驟S114)、層間膜形成（步驟S116)、第1電極形成（步驟S118)、第2電極形成（步 驟S120)及退火（步驟S122)。
[0104] 首先，準(zhǔn)備含有雜質(zhì)濃度為5Xl〇i8cnT3左右的P(磯）或N(氮）作為n型雜質(zhì)、例 如厚度為300ym、4H-SiC的低電阻的n型SiC基板12。
[0105] 步驟S100中，利用外延生長(zhǎng)法在SiC基板12的C面上外延生長(zhǎng)含有雜質(zhì)濃度為 lXl〇i 6cnT3左右的例如N作為n型雜質(zhì)、厚度為lOy m左右的高電阻的n^SiC層14。
[0106] 之后，通過(guò)利用光刻和刻蝕的圖案形成，例如形成Si化的第1掩模材料42。步驟 S102中，使用該第1掩模材料42作為離子注入掩模，將作為P型雜質(zhì)的A1離子注入到n-SiC層14中，形成第ISiC區(qū)域（P阱區(qū)域）16 (圖10)。
[0107] 之后，通過(guò)利用光刻和刻蝕的圖案形成，例如形成Si化的第2掩模材料44。步驟 S104中，使用該第2掩模材料44作為離子注入掩模，將作為n型雜質(zhì)的N(或巧離子注入 至IJ n - SiC層14中，形成第2SiC區(qū)域（源區(qū)域）18 (圖11)。
[010引之后，通過(guò)利用光刻和刻蝕的圖案形成，例如形成Si化的第3掩模材料46。步驟 S106中，使用該第3掩模材料46作為離子注入掩模，將作為P型雜質(zhì)的A1離子注入到n-SiC層14中，形成第3SiC區(qū)域（P阱接觸區(qū)域）20 (圖12)。
[0109] 步驟S108中，進(jìn)行用于P型雜質(zhì)和n型雜質(zhì)的活化的退火。該退火例如使用氮 (Ar)氣作為氣氛氣體，使用加熱溫度為160(TC、加熱時(shí)間為30分鐘的條件。此時(shí)，可W實(shí) 現(xiàn)導(dǎo)入至SiC內(nèi)部的雜質(zhì)的活化，但擴(kuò)散很輕微。
[0110] 通過(guò)步驟S110和步驟S112形成柵絕緣膜28(圖13)。步驟S110中形成的第1絕 緣膜對(duì)應(yīng)于圖2 (a)所示的界面慘雜區(qū)域28a。另外，步驟S112中形成的第2絕緣膜對(duì)應(yīng)于 圖2(b)所示的無(wú)慘雜區(qū)域28b。
[0111] 步驟S110中，形成由含有選自B(測(cè)）、A1 (鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、 Y(紀(jì)）、La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓）中的至少1種元素的氧化膜或氧氮 化膜構(gòu)成的第1絕緣膜。
[0112] 第1絕緣膜的形成例如用W下的工藝進(jìn)行。首先，利用CVD(化emical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積）法堆積含有B(測(cè)）的娃膜。然后，對(duì)該娃膜進(jìn)行熱氧化，形成 W高濃度含有B的娃氧化膜。
[011引含有B(測(cè)）的娃膜的膜厚例如為himW上且加mW下。另外，通過(guò)熱氧化形成的 娃氧化膜的膜厚例如為2nm W上且lOnm W下。本實(shí)施方式中，形成約3nm的B慘雜多晶娃、 獲得約6nm的B慘雜Si化。通過(guò)伊雪效應(yīng)（當(dāng)Si中的B被氧化時(shí)，被擠入到Si側(cè)），B集 中于SiC/Si02的界面附近。進(jìn)而，由于只有在CsOB結(jié)構(gòu)處于界面附近時(shí)才會(huì)獲得向CsOB 的電子移動(dòng)所帶來(lái)的穩(wěn)定化，因此CsOB結(jié)構(gòu)集中在界面。如此，通過(guò)2個(gè)效應(yīng)，B、C集中至 SiC/Si02的界面而具有峰。
[0114] 此例中，在SiC表面被氧化、C(碳）被放出之前，將含有B的膜堆積在SiC表面。 因此，在娃氧化膜形成時(shí)，在娃氧化膜的SiC/Si化界面附近形成CdC。結(jié)構(gòu)之前，可w形成 CsOB結(jié)構(gòu)。因此，可利用比較低溫的工藝形成CsOB結(jié)構(gòu)。為了破壞暫時(shí)形成的CoCo結(jié)構(gòu) 而制成CsOB結(jié)構(gòu)需要高溫（例如120(TC )，但該里在70(TC?90(TC下進(jìn)行氧化。選擇Si 會(huì)發(fā)生氧化、但SiC幾乎不會(huì)氧化的溫度。該溫度為60(TC W上且1，〇〇(TC W下、考慮界面 劣化時(shí)低的溫度更好，但考慮產(chǎn)量時(shí)高的溫度更好?？紤]SiC的氧化的面方位依賴性時(shí)，C 面處為70(TC是適當(dāng)?shù)?、A面-M面處為80(TC是適當(dāng)?shù)摹i面處為90(TC左右是適當(dāng)?shù)摹?br> [0115] 第1絕緣膜也可W通過(guò)對(duì)上述含有B(測(cè)）的娃膜進(jìn)行氧氮化來(lái)形成。另外，第1 絕緣膜例如也可通過(guò)利用例如CVD法形成含有B (測(cè)）的娃氧化膜來(lái)形成。
[0116] 步驟S112中，在第1絕緣膜上形成B(測(cè)）等元素的濃度低于第1絕緣膜的第2 絕緣膜。例如形成不含B等元素的膜。第2絕緣膜是通過(guò)例如CVD法形成的HT0膜。HT0 膜由于C(碳）的含量低，因此作為第2絕緣膜是優(yōu)選的膜。在步驟S112之后，為了 HT0膜 的致密性，也可進(jìn)行非氧化性氣氛下的退火（例如馬中、1，00(TC、30分鐘）。
[0117] 第2絕緣膜的膜厚例如為30皿W上且100皿W下。越薄，則越提高驅(qū)動(dòng)性能，但 增大泄露。當(dāng)最薄時(shí)，認(rèn)為是避免絕緣破壞的膜厚、為30nm左右。為了增大絕緣耐受性，膜 厚越厚越好，但驅(qū)動(dòng)性能過(guò)于降低。其極限為lOOnm左右。實(shí)際上，通常換算成Si〇2膜厚、 使用50皿左右。其原因在于，當(dāng)AEc低時(shí)，如果沒(méi)有50皿左右，則無(wú)法阻止泄露。但是， 本實(shí)施方式中，由于AEc提高，因此能夠W更薄的區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)。本實(shí)施方式中，W40nm前 后為目標(biāo)。該里，使用約40皿的HT0膜。
[om] 步驟S114中，在柵絕緣膜28上形成例如多晶娃的柵電極30(圖14)。然后，在步 驟S116中，在柵電極30上形成例如Si化膜的層間絕緣膜32(圖15)。
[0119] 之后，在步驟S118中形成與第2SiC區(qū)域（源區(qū)域）18和第3SiC區(qū)域（P阱接觸 區(qū)域）20電連接的導(dǎo)電性的第1電極（源-P阱通用電極）24。第1電極（源-P阱通用電 極）24例如通過(guò)Ni (媒）和A1的姍射來(lái)形成。
[0120] 步驟S120中，在n^SiC基板12的第2面?zhèn)刃纬蓪?dǎo)電性的第2電極（漏電極）36。 第2電極（漏電極）36例如通過(guò)M的姍射來(lái)形成。
[0121] 步驟S122中，為了降低第1電極24和第2電極36的接觸電阻，優(yōu)選進(jìn)行盡量低 溫下的退火。退火例如是在氮?dú)鈿夥障隆?0(TC?loocrc下進(jìn)行。該里，為80(TC。
[0122] 通過(guò)W上的制造方法，形成圖1所示的M0S陽(yáng)T 100。
[0123] 本實(shí)施方式的M0S陽(yáng)T 100在柵絕緣膜28的SiC側(cè)具備CsOB結(jié)構(gòu)和固定偶極子。 因此，能帶偏移（AEc)增大，可抑制在C面上形成的柵絕緣膜的漏電流。另外，由于柵絕緣 膜28的SiC側(cè)沒(méi)有CdC。結(jié)構(gòu)（膜中C變換成CsOB結(jié)構(gòu)），因此載流子的遷移率進(jìn)一步提高。 通過(guò)本實(shí)施方式的M0S陽(yáng)T 100的制造方法，可W形成具備上述優(yōu)良效果的M0S陽(yáng)T 100。
[0124] 當(dāng)利用上述第1制造方法制造半導(dǎo)體裝置時(shí)，AEc與初期值相比，上升約0. 9eV。 如此，例如即使為46nm的薄膜時(shí)，柵漏也幾乎消失。而且，遷移率增高、約為lOOcmVVs。該 lOOcmVVs的值在使用M0SFET的方面是足夠的值。由于界面附近沒(méi)有陷阱，因此可靠性也 提高，施加+20V、經(jīng)過(guò)1000小時(shí)時(shí)的闊值位移小于0. IV。如此獲得（1)驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)良（薄 膜化的效果）、（2)沒(méi)有柵漏、（3)高遷移率（CsOB集中于界面數(shù)nm的效果）、（4)高可靠的 SiC 的 M0S陽(yáng)T。
[0125] 當(dāng)觀察通過(guò)上述第1制造方法制造的柵絕緣膜的SIMS數(shù)據(jù)時(shí)，B及C在較界面為 Si〇2內(nèi)側(cè)的約0. 8皿的位置具有峰、為2Xl〇i7cm3左右（W表面密度計(jì)為2X10"/cm2左 右），位置良好地一致。由此認(rèn)為，AEc與初期值相比，上升約0.9eV。另外，在距離峰為5皿 W上的位置，B、C的濃度變?yōu)闇y(cè)定限W下。
[0126] 進(jìn)而，在n - SiC層14與柵絕緣膜28的界面（W下稱作J陽(yáng)T區(qū)域界面）上，也形 成CsOB結(jié)構(gòu)。該里，由于AEc增高，因此對(duì)于該部分的絕緣破壞的耐受性也提高。
[0127] 接著，對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第2制造方法進(jìn)行說(shuō)明。第2制造方法相對(duì) 于第1制造方法，柵絕緣膜的制造方法不同。
[012引第1絕緣膜的形成例如通過(guò)W下工藝進(jìn)行。首先，例如利用CVD煙lemical Vapor Deposition,化學(xué)氣相沉積）法堆積含有B(測(cè)）的娃膜。然后，對(duì)該娃膜進(jìn)行熱氧化，形成 W高濃度含有B的娃氧化膜。含有B(測(cè)）的娃膜的膜厚例如為3皿左右，通過(guò)熱氧化形成 6皿左右的B慘雜Si化膜。
[0129] 在熱氧化的過(guò)程中，（1)B集中于SiC側(cè)（氧化時(shí)被擠出至Si偵hr雪效應(yīng)）、（2) C從基板中放出、（3)形成CsOB結(jié)構(gòu)形成，結(jié)果形成界面偶極子。B和C在Si化絕緣膜中的 SiC側(cè)形成一對(duì)，自SiC界面狀態(tài)引起電子移動(dòng)、形成偶極子、穩(wěn)定化。如此，CsOB結(jié)構(gòu)集中 在SiC層附近。
[0130] 該里，對(duì)B慘雜Si〇2表面追加HF處理。遠(yuǎn)離基板的區(qū)域的B或C由于變?yōu)橄葳澹?因此需要盡量地減少。因此，有效的是通過(guò)刻蝕處理、例如HF處理而薄膜化至10皿W下。 InmW下是理想的，盡量地成為薄膜。例如，減薄至Inm。由此，形成第1絕緣膜。該Inm的 區(qū)域?yàn)榻缑鎱^(qū)域、CsOB結(jié)構(gòu)被關(guān)在該區(qū)域中。
[013。 接著，在第1絕緣膜上，形成例如40nm的原本基本上不含B、C的HTOOli曲 Temperature oxide,高溫氧化物）膜作為第2絕緣膜。當(dāng)將界面減薄至Inm時(shí)，柵絕緣膜 整體的換算膜厚變?yōu)?1皿左右。
[0132] 通過(guò)上述第2制造方法，形成第1絕緣膜為Inm、第2絕緣膜為40nm的柵絕緣膜。 此時(shí)，在距離基板Inm W上的HT0中，完全未導(dǎo)入B或C。當(dāng)使用原子探針?lè)ㄟM(jìn)行確認(rèn)時(shí)，在 Si化中距離界面小于Inm的位置上觀測(cè)到B、C的峰，均約為2 Xl〇i7cm3,量、分布均良好地 一致。
[0133] 另一方面，在其上的無(wú)慘雜區(qū)域中，B、C的量變?yōu)闇y(cè)定限W下（為IX l〇i7cm3,但 現(xiàn)實(shí)中幾乎是沒(méi)有）。Si〇2中的B或C由于形成陷阱，因此希望不會(huì)被導(dǎo)入至SiC/Si〇2的 恰當(dāng)界面W外。根據(jù)上述第2制造方法，B或C在界面Inm形成所謂CsOB的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形 成偶極子，不會(huì)變?yōu)樾碌南葳?。C、B被關(guān)在Inm中，幾乎不會(huì)擴(kuò)散至成膜于距離界面Inm W 上的位置的HT0膜中。
[0134] 結(jié)果是，通過(guò)上述第2制造方法制造的柵絕緣膜的AEc比初期值上升約1. OeV。 如此，盡管是41nm的薄膜，也幾乎沒(méi)有柵漏。而且，遷移率增高，約為120cmVVs。由于在界 面附近沒(méi)有陷阱，因此可靠性也提高，施加+20V、經(jīng)過(guò)1000小時(shí)時(shí)的闊值位移小于0. IV。
[0135] 如此，可獲得（1)驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)良（薄膜化的效果）、（2)沒(méi)有柵漏、（3)高遷移率 (CsOB集中于界面Inm的效果）、（4)高可靠的SiC的M0SFET。另外，JFET區(qū)域界面的絕緣 破壞耐受性提高的方面與利用第1制造方法制造的情況同樣。
[0136] 當(dāng)觀察SIMS數(shù)據(jù)時(shí)，B及C在較界面為Si〇2內(nèi)側(cè)的約1皿的位置上具有峰、為 3Xl〇i7cm 3左右表面密度計(jì)為3X10"/cm2左右），位置良好地一致。由此認(rèn)為，AEc 與初期值相比，上升約1. OeV。另外，在距離峰化m W上的位置，B、C的濃度變?yōu)闇y(cè)定限W 下。形成了極薄的界面慘雜層。
[0137] 該里，對(duì)于B W外的物質(zhì)，可W同樣地形成。成膜數(shù)nm的含有A1 (鉛）、Ga (嫁）、 In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓）的娃。例如，可 W W該些物質(zhì)的娃化物的顆粒為祀，通過(guò)姍射形成?；蛘?，還可交替地對(duì)該些物質(zhì)和娃進(jìn)行 CVD成膜。如此，可W形成含有該些物質(zhì)的無(wú)定形娃且對(duì)其進(jìn)行氧化。對(duì)如此形成的氧化膜 進(jìn)行HF處理，經(jīng)過(guò)基于上述第2制造方法的工藝形成具有同程度特性的M0S界面。
[013引接著，對(duì)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的第3制造方法進(jìn)行說(shuō)明。第3制造方法相對(duì) 于第1制造方法、柵絕緣膜的制造方法不同。代替第1制造方法的熱氧化而進(jìn)行了 NO氧氮 化（使用馬0也同樣）。
[0139] 第1絕緣膜的形成例如通過(guò)W下工藝進(jìn)行。首先利用例如CVD煙lemical Vapor D巧osition，化學(xué)氣相沉積）法堆積含有B(測(cè)）的娃膜。然后，對(duì)該娃膜進(jìn)行NO氧氮化， 形成W高濃度含有B的娃氧氮化膜。含有B(測(cè)）的娃膜的膜厚例如為3皿左右，通過(guò)NO 氧氮化，形成成為第1絕緣膜的6nm左右的B慘雜Si化膜。
[0140] 在NO氧氮化的過(guò)程中，（1)B集中于SiC側(cè)（氧化時(shí)被擠出至Si側(cè)：伊雪效應(yīng)）、 (2)C從基板中放出、（3)形成CsOB結(jié)構(gòu)形成，結(jié)果形成界面偶極子。B和C在Si化絕緣膜 中的SiC側(cè)形成一對(duì)，自SiC界面狀態(tài)引起電子移動(dòng)、形成偶極子、穩(wěn)定化。如此，CsOB結(jié) 構(gòu)集中在SiC層附近。（4)在NO氧氮化中，進(jìn)一步將N導(dǎo)入至界面、進(jìn)而將剩余的界面缺陷 修復(fù)。
[0141] 當(dāng)界面具有息空鍵時(shí)，變?yōu)楦吣芰繝顟B(tài)，但當(dāng)?shù)M(jìn)入時(shí)，將其變換成低的能量狀 態(tài)。目P，引起處于高能量狀態(tài)的一部分表面元素（Si面中為Si、C面中為C、A面或M面中為 Si及C)的利用N進(jìn)行的取代W及向基板中碳Vc的氮導(dǎo)入。該里，在薄膜Si〇2表面追加HF 處理的方面是同樣的。
[0142] 接著，在第1絕緣膜上形成B(測(cè)）等元素的濃度低于第1絕緣膜的第2絕緣膜。 例如，形成不含B等元素的膜。第2絕緣膜例如是通過(guò)CVD法形成的HT0膜。
[0143] 通過(guò)第3制造方法形成的柵絕緣膜完全未將B或C導(dǎo)入至距離基板Inm W上的 HT0中。使用原子探針?lè)ㄟM(jìn)行確認(rèn)時(shí)，在Si化中距離界面小于Inm的位置上觀測(cè)到B、C的 峰，均約為2 X l〇i7cm3,量、分布均良好地一致。
[0144] 另一方面，在其上的無(wú)慘雜區(qū)域中，B、C的量變?yōu)闇y(cè)定限W下。根據(jù)第3制造方法， B或C在界面Inm處形成所謂CsOB的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形成偶極子，不會(huì)變?yōu)樾碌南葳?。C、B被關(guān) 在Inm中，幾乎不會(huì)擴(kuò)散至成膜于距離界面Inm W上的位置的HT0膜中。進(jìn)而將氮導(dǎo)入至 恰當(dāng)界面中，抑制遷移率劣化。
[0145] 結(jié)果是，通過(guò)上述第3制造方法制造的柵絕緣膜的AEc比初期值上升約1. OeV。 如此，盡管是41nm的薄膜，也幾乎沒(méi)有柵漏。而且，遷移率增高，約為250cmVVs。由于附 加了氮所產(chǎn)生的恰當(dāng)界面的息空鍵的終端和基板中碳缺陷的終端，因此獲得如此高的遷移 率。由于在界面附近沒(méi)有陷阱，可靠性也提高，施加+20V、經(jīng)過(guò)1000小時(shí)時(shí)的闊值位移小 于 0. IV。
[0146] 如此，可獲得（1)驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)良（薄膜化的效果）、（2)沒(méi)有柵漏、（3)高遷移率 (CsOB集中于界面1皿的效果和氮終端效果）、（4)高可靠的SiC的M0S陽(yáng)T。另外，J陽(yáng)T區(qū) 域界面的絕緣破壞耐受性提高的方面與利用第1或第2制造方法制造的情況同樣。
[0147] 當(dāng)觀察SIMS數(shù)據(jù)時(shí)，B及C在較界面為Si〇2內(nèi)側(cè)的約1皿的位置上具有峰、為 3Xl〇i7cm3左右表面密度計(jì)為3X10"/cm2左右），位置良好地一致。由此認(rèn)為，AEc 與初期值相比，上升約1. OeV。另外，在距離峰2nm W上的位置，B、C的濃度變?yōu)闇y(cè)定限W 下。形成了極薄的界面慘雜層。另外，氮在恰當(dāng)界面處具有峰、也拖尾至SiC基板側(cè)。如此 高的遷移率對(duì)M0SFET認(rèn)為是大材小用，但在IGBT等雙極設(shè)備中需要高能量密度的M0S界 面時(shí)，最為合適。
[014引作為比較方式的制造方法，考慮形成厚膜Si02巧5皿左右）作為柵絕緣膜、之后使 B擴(kuò)散的制造方法。圖16是表示本實(shí)施方式和比較方式的柵絕緣膜的元素炬）分布的圖。 如圖16所示，在比較方式中在絕緣膜的電極側(cè)形成B或C無(wú)慘雜的絕緣膜、且使足夠的B 集中于SiC側(cè)的界面，極難制作本實(shí)施方式中所示的元素分布。
[0149] 結(jié)果，難W提高A Ec，當(dāng)薄地制作絕緣膜厚時(shí)，柵漏增大。因此，無(wú)法使柵絕緣膜 變薄，無(wú)法預(yù)料驅(qū)動(dòng)特性提高。另外，由于在絕緣膜中形成了 CoCo結(jié)構(gòu)，因此殘留未變換成 CsOB結(jié)構(gòu)的部分，引起遷移率劣化。同時(shí)，擴(kuò)散至絕緣膜整體的B或C形成了陷阱，因此引 起大的闊值變動(dòng)。
[0150] 當(dāng)觀察通過(guò)比較方式制造的柵絕緣膜的SIMS數(shù)據(jù)時(shí)，B在較界面為Si〇2內(nèi)側(cè)的約 6皿的位置上具有寬峰、為1 X lOU/cm3左右（W表面密度計(jì)為1 X l〇i7cm2左右）。另外，僅 C的分布同樣地分布、沒(méi)有峰，因此無(wú)法形成CsOB結(jié)構(gòu)。
[0151] 結(jié)果可知，通過(guò)上述比較方式制造的柵絕緣膜的AEc沒(méi)有變化。另外，在絕緣膜 中、距離界面lOnmW上的位置上，B及C的濃度不是變?yōu)闇y(cè)定限W下、而是分布有電荷陷阱。 如此，遷移率低、為lOcmVVs左右。闊值變動(dòng)也大，在+20VU000小時(shí)下的測(cè)定中，觀察到 2V W上的變動(dòng)。
[0152] (第2實(shí)施方式）
[0153] 第1實(shí)施方式中是形成于C面、即（000-1)面上的M0S陽(yáng)T，相對(duì)于此，本實(shí)施方式 是形成在Si面、即（0001)面上，除此之外與第1實(shí)施方式同樣。因此，對(duì)于與第1實(shí)施方 式重復(fù)的內(nèi)容省略描述。
[0154] 圖17是表示作為本實(shí)施方式半導(dǎo)體裝置的M0SFET的構(gòu)成的示意截面圖。M0SFET 200是使載流子在半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)鹊脑措姌O與背面?zhèn)鹊穆╇姌O之間移動(dòng)的立式晶體 管。
[0巧5] 該M0S陽(yáng)T 200具備具有第1面和第2面的SiC基板12。圖17中，第1面為圖的 上側(cè)的面、第2的面是圖的下側(cè)的面。該SiC基板12是含有例如雜質(zhì)濃度為1 X l〇i8cnT3 W 上且1 X l〇i9cnT3 W下的例如N(氮）作為n型雜質(zhì)的4H-SiC的SiC基板（n基板）。
[0156] 第1面為Si面、即（0001)面。第1面相對(duì)于Si面，例如可8度W下的范圍 偏移。
[0157] 除在SiC基板12上形成的SiC的表面為Si面W外的結(jié)構(gòu)及制造方法與第1實(shí)施 方式同樣。但是，當(dāng)堆積含有B的娃、進(jìn)行對(duì)其氧化的工藝時(shí)，可W考慮SiC的氧化的面方 位依賴性。C面為70(TC是適當(dāng)?shù)?、A面-M面為80(TC是適當(dāng)?shù)摹i面為90(TC左右是適當(dāng) 的。
[0158] 本實(shí)施方式的M0S陽(yáng)T 200也與第1實(shí)施方式的M0S陽(yáng)T 100同樣，在柵絕緣膜28 的SiC側(cè)具備CsOB結(jié)構(gòu)和固定偶極子。因此，能帶偏移（A Ec)增大、可進(jìn)一步抑制形成于 Si面上的柵絕緣膜的漏電流。另外，由于在柵絕緣膜28的SiC側(cè)沒(méi)有CoCo結(jié)構(gòu)，因此載流 子的遷移率提高。
[0159] W上的結(jié)果為，AEc與初期值相比、上升約0.5eV。如此，盡管是46nm的薄膜，也 幾乎沒(méi)有柵漏。而且，遷移率增高，約為SOcmVVs。由于在界面附近沒(méi)有陷阱，因此可靠性 也提高，施加+20V、經(jīng)過(guò)1000小時(shí)時(shí)的闊值位移小于0. IV。
[0160] 如此，獲得（1)驅(qū)動(dòng)性能優(yōu)良（薄膜化的效果）、（2)沒(méi)有柵漏、（3)高遷移率（CsOB 集中于界面附近的效果）、（4)高可靠的SiC的M0SFET。另外，J陽(yáng)T區(qū)域界面的絕緣破壞耐 受性提高的方面與第1實(shí)施方式同樣。
[016。 W上，在實(shí)施方式中W4H-SiC的C面、Si面為例進(jìn)行了說(shuō)明，但CsOB結(jié)構(gòu)和固定 偶極子的效果在A面、M面等其他的面方位上也得W顯現(xiàn)。另外，作為碳化娃的結(jié)晶結(jié)構(gòu)W 4H-SiC的情況為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明還可應(yīng)用于細(xì)-SiC、3C-SiC等其他的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的碳 化娃。
[016引另外，實(shí)施方式中，W在SiC上面形成柵絕緣膜和柵電極的立式M0SFET為例進(jìn)行 了說(shuō)明，但也可將本發(fā)明應(yīng)用于在SiC上形成的溝道的內(nèi)面形成有柵絕緣膜和柵電極的立 式M0S陽(yáng)T。
[0163] 另外，實(shí)施方式中W電子為載流子的n溝道型晶體管為例進(jìn)行了說(shuō)明，但也可將 本發(fā)明應(yīng)用于W空穴為載流子的P溝道晶體管。
[0164] 另外，還可將本發(fā)明應(yīng)用于在SiC表面上形成有柵絕緣膜和柵電極的構(gòu)成的其他 設(shè)備，例如立式IGBT等中。特別是在IGBT中，如第1實(shí)施方式的第2制造方法所示那樣， 具有通過(guò)導(dǎo)入氮來(lái)提高遷移率的重大意義。雙極設(shè)備與單極設(shè)備相比，流過(guò)100倍W上的 密度的電流。因此，需要M0S界面為盡量低的電阻。導(dǎo)入氮的最大意義（氧氮化膜導(dǎo)入的 最大意義）在于此。立式IGBT的J陽(yáng)T區(qū)域界面的絕緣破壞耐受性提高的方面與第1實(shí)施 方式同樣。立式IGBT與立式M0SFET相比，優(yōu)選為高的絕緣破壞耐受性，因此對(duì)于J陽(yáng)T區(qū) 域界面的絕緣破壞耐受性提高非常有效。
[0165] 雖然描述了特定的實(shí)施方式，但該些實(shí)施方式僅是示例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的 范圍。此處所描述的半導(dǎo)體裝置及其制造方法可其他多種方式來(lái)實(shí)施，此外，在不脫離 本發(fā)明主旨的所描述的裝置和方法的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種省略、替換和變更。所附的權(quán)利要 求書及其等同范圍包括落入本發(fā)明的范圍和主旨的方式或變形。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，其具備： SiC 層， 設(shè)置在所述SiC層的表面上的柵絕緣膜，和 設(shè)置在所述柵絕緣膜上的柵電極， 其中，所述柵絕緣膜含有與所述SiC層的表面接觸的氧化膜或氧氮化膜，所述氧化 膜或氧氮化膜含有選自B (測(cè)）、A1 (鉛）、Ga (嫁）、In (鋼）、Sc (筑）、Y (紀(jì)）、La (銅）、 Mg(鎮(zhèn)）、Ca(巧）、Sr (餓）、Ba(頓）中的至少1種元素，所述柵絕緣膜中的所述元素的峰 位于所述柵絕緣膜的SiC層側(cè)，所述元素的峰位于所述氧化膜或氧氮化膜中，并且在所述 峰的與SiC層相反的一側(cè)具有所述元素的濃度為IX l〇i6cnT3 W下的區(qū)域。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述元素的峰位于距離所述SiC層與所述 柵絕緣膜的界面為5皿W下的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述柵絕緣膜中含有C (碳），所述柵絕緣 膜中的C(碳）的峰位于所述柵絕緣膜的所述SiC側(cè)，所述C(碳）的峰位于所述氧化膜或 氧氮化膜中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述C (碳）的峰位于距離所述SiC層與 所述柵絕緣膜的界面為5皿W下的范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述元素的峰的所述元素的濃度為 5. 6Xl〇i7cm-3 W上且 5Xl〇2°cm-3 W下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述元素的峰的所述元素的濃度為所述 C(碳）的峰的C(碳）的濃度的80% W上且120% W下。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述元素的濃度的膜厚方向的分布與所 述C(碳）的濃度的膜厚方向的分布在80%W上且120%W下的范圍內(nèi)一致。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述SiC層與所述柵絕緣膜的界面上存 在使所述SiC層側(cè)為正、使所述柵絕緣膜側(cè)為負(fù)的固定偶極子。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氧化膜或氧氮化膜為娃氧化膜或娃 氧氮化膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述柵絕緣膜是所述氧化膜或氧氮化膜 與所述元素的濃度低于所述氧化膜或氧氮化膜的膜的層疊膜。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述元素的濃度低于所述氧化膜或氧 氮化膜的膜的所述元素的濃度為lXl〇i6cnT3 W下。
12. -種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，其具備： 具有第1面和第2面的SiC基板， 設(shè)置在所述SiC基板的所述第1面?zhèn)鹊牡?導(dǎo)電型SiC層， 設(shè)置在所述SiC層的表面上的第2導(dǎo)電型第ISiC區(qū)域， 設(shè)置在所述第ISiC區(qū)域的表面上的第1導(dǎo)電型第2SiC區(qū)域， 連續(xù)地設(shè)置在所述SiC層、所述第ISiC區(qū)域的表面上的柵絕緣膜， 形成于所述柵絕緣膜上的柵電極， 形成于所述第2SiC區(qū)域上的第1電極，和 形成于所述SiC基板的所述第2面?zhèn)鹊牡?電極， 其中，所述柵絕緣膜含有與所述第ISiC區(qū)域的表面接觸的氧化膜或氧氮化膜，所述氧 化膜或氧氮化膜含有選自B(測(cè)）、A1(鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc(筑）、Y(紀(jì)）、La(銅）、 Mg (鎮(zhèn)）、化（巧）、Sr (餓）、Ba (頓）中的至少1種元素，所述柵絕緣膜中的所述元素的峰 位于所述柵絕緣膜的所述第ISiC區(qū)域側(cè)，所述元素的峰位于所述氧化膜或氧氮化膜中，并 且在所述峰的與所述SiC層相反的一側(cè)具有所述元素的濃度為lXl〇i 6cnT3 W下的區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述元素的峰位于距離所述第ISiC區(qū) 域與所述柵絕緣膜的界面為5皿W下的范圍。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述柵絕緣膜中含有C (碳），所述柵絕 緣膜中的C(碳）的峰位于所述柵絕緣膜的所述第ISiC區(qū)域側(cè)，所述C(碳）的峰位于所述 氧化膜或氧氮化膜中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述C(碳）的峰位于距離所述第ISiC 區(qū)域與所述柵絕緣膜的界面為5nm W下的范圍。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述SiC基板為第1導(dǎo)電型。
17. -種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于， 在SiC層上形成由含有選自B(測(cè)）、A1(鉛）、Ga(嫁）、In(鋼）、Sc (筑）、Y(紀(jì)）、 La (銅）、Mg (鎮(zhèn)）Xa (巧）、Sr (餓）、Ba (頓）中的至少1種元素的氧化膜或氧氮化膜構(gòu)成 的第1絕緣膜， 在所述第1絕緣膜上形成所述元素的濃度低于所述第1絕緣膜的第2絕緣膜， 在所述第2絕緣膜上形成柵電極。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第1絕緣膜的形成通過(guò)形成含有所 述元素的娃膜、對(duì)所述娃膜進(jìn)行氧化或氧氮化來(lái)進(jìn)行。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第1絕緣膜的形成通過(guò)形成含有所 述元素的娃膜、對(duì)所述娃膜進(jìn)行氧化或氧氮化、利用刻蝕將經(jīng)氧化或氧氮化的所述娃膜進(jìn) 行薄膜化來(lái)形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第2絕緣膜的C(碳）的濃度比所 述第1絕緣膜的C(碳）的濃度低。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述第2絕緣膜的所述元素的濃度為 lXl〇i6cm-3 W下。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK104465730SQ201410412444
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月20日
【發(fā)明者】清水達(dá)雄 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝