的最大值大于界面区域R中的钢的 浓度的最大值。因此，可通过即使在钢的浓度高的环境中也保持界面区域R中的钢的浓度 低，减少碳化娃半导体器件的阔值电压的波动。
[0061] (7)根据实施例的一种制造碳化娃半导体器件的方法包括W下步骤。制备中间衬 底100,中间衬底100包括一个主表面21c和与一个主表面21c相反的另一个主表面10b。将钢 阻挡部件7a布置为接触中间衬底100的一个主表面21c。在钢阻挡部件7a接触一个主表面 21c的同时，将中间衬底100退火。在将中间衬底100退火的步骤之后，从一个主表面21c去除 钢阻挡部件7a。中间衬底100包括碳化娃衬底10、栅极绝缘膜15和源电极16,碳化娃衬底10 具有面对一个主表面21c的第一主表面IOa和与第一主表面IOa相反的第二主表面10b，第二 主表面IOb形成中间衬底100的另一个主表面IOb，栅极绝缘膜15部分地接触碳化娃衬底10 的第一主表面10a，源电极16接触通过栅极绝缘膜15暴露的第一主表面10a。钢在钢阻挡部 件7a中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的扩散长度。钢阻挡部件7a可有效阻挡来自外部的 钢被引入中间衬底100的一个主表面21c。因此，由于界面区域R中的钢的浓度可保持低，因 此可减少碳化娃半导体器件的阔值电压的波动。
[0062] (8)在根据（7)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，钢阻挡部件7a包 括从由碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆碳化 娃层的层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效阻挡来自外部的钢被引入中间衬底 100的一个主表面21c。
[0063] (9)根据(7)或(8)所述的制造碳化娃半导体器件的方法优选地还包括布置中间衬 底保持部4的步骤，中间衬底保持部4面对中间衬底100的另一个主表面10b。钢在中间衬底 保持部4中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的扩散长度。中间衬底保持部4可有效阻挡钢被 引入中间衬底100的另一个主表面10b。
[0064] (10)在根据(9)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，中间衬底保持部 4包括从由碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆碳 化娃层的层组成的组中选择的至少一种。可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的另一个主 表面10b。
[0065] (11)根据(9)或（10)所述的制造碳化娃半导体器件的方法优选地还包括布置盖部 6的步骤，盖部6接触中间衬底保持部4并且覆盖钢阻挡部件7a。在将中间衬底IOO退火的步 骤中，在中间衬底100布置在由盖部6和中间衬底保持部4包围的空间中的同时，将中间衬底 100退火。钢在盖部6中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的扩散长度。盖部6可有效阻挡钢被 引入中间衬底100的一个主表面21c。
[0066] (12)在根据（11)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，盖部6包括从由 碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆碳化娃层的 层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的一个主表面 21c〇
[0067] (13)根据实施例的一种制造碳化娃半导体器件的方法包括W下步骤。制备中间衬 底100,中间衬底100包括一个主表面21c和与一个主表面21c相反的另一个主表面10b。将第 一钢吸收部件7b布置为接触中间衬底100的一个主表面21c。在第一钢吸收部件7b接触一个 主表面21c的同时，将中间衬底100退火。在将中间衬底100退火的步骤之后，从一个主表面 21c去除第一钢吸收部件7b。中间衬底100包括碳化娃衬底10、栅极绝缘膜15和源电极16,碳 化娃衬底10具有面对一个主表面21c的第一主表面IOa和与第一主表面IOa相反的第二主表 面10b，第二主表面形成中间衬底100的另一个主表面10b，栅极绝缘膜15部分地接触碳化娃 衬底10的第一主表面1〇日，源电极16接触通过栅极绝缘膜15暴露的第一主表面10日。钢在第 一钢吸收部件7b中的扩散长度大于钢在碳化娃中的扩散长度。因此，即使当中间衬底100的 一个主表面21c被钢污染时，第一钢吸收部件7b也吸收中间衬底100的一个主表面21c上的 钢，使得可有效减少中间衬底100的一个主表面21c中的钢的浓度。因此，由于界面区域R中 的钢的浓度可保持低，因此可减少碳化娃半导体器件的阔值电压的波动。
[0068] (14)在根据（13)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，所述第一钢吸 收部件7b包括从由娃层、二氧化娃层、其中娃层被涂覆二氧化娃层的层、和其中二氧化娃层 被涂覆娃层的层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效吸收中间衬底100的一个主表 面21c上的钢。
[0069] (15)在根据（13)或（14)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，在剖面 图中，第一钢吸收部件7b具有不小于300WI1的厚度。因此，可更有效吸收中间衬底100的一个 主表面21c上的钢。
[0070] (16)根据（13)至（15)中的任一项所述的制造碳化娃半导体器件的方法优选地还 包括W下步骤:在将中间衬底100退火的步骤之前，将第二钢吸收部件7c布置为接触中间衬 底100的另一个主表面IOb;在将中间衬底100退火的步骤之后，从另一个主表面IOb去除第 二钢吸收部件7c。在将中间衬底100退火的步骤中，在第一钢吸收部件7b接触中间衬底100 的一个主表面21c并且第二钢吸收部件7c接触中间衬底100的另一个主表面IOb的同时，将 中间衬底100退火。钢在第二钢吸收部件7c中的扩散长度大于钢在碳化娃中的扩散长度。第 二钢吸收部件7c可有效吸收中间衬底100的另一个主表面IOb上的钢。
[0071] (17)根据（13)至（16)中的任一项所述的制造碳化娃半导体器件的方法优选地还 包括布置与中间衬底100的另一个主表面IOb面对的中间衬底保持部4的步骤。钢在中间衬 底保持部4中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的扩散长度。中间衬底保持部4可有效阻挡钢 被引入中间衬底100的另一个主表面10b。
[0072] (18)在根据（17)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，中间衬底保持 部4包括从由碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆 碳化娃层的层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的另 一个主表面10b。
[0073] (19)根据（17)或（18)所述的制造碳化娃半导体器件的方法优选地还包括布置盖 部6的步骤，盖部6接触中间衬底保持部4并且覆盖第一钢吸收部件7b。在将中间衬底100退 火的步骤中，在中间衬底100布置在由盖部6和中间衬底保持部4包围的空间中的同时，将中 间衬底100退火。钢在盖部6中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的扩散长度。盖部6可有效阻 挡钢被引入中间衬底100的一个主表面21c。
[0074] (20)在根据（19)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，盖部6包括从由 碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆碳化娃层的 层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的一个主表面 21c。
[0075] (21)在根据（13)至(20)中的任一项所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选 地，第一钢吸收部件7b包括接触第一主表面21c的第四主表面7b2和与第四主表面7b2相反 的第五主表面7bl。所述方法还包括W下步骤:布置钢阻挡部件7a，钢阻挡部件7a接触第一 钢吸收部件7b的第五主表面7bl; W及在将中间衬底100退火的步骤之后，从中间衬底10去 除钢阻挡部件7曰。在将中间衬底100退火的步骤中，在钢阻挡部件7a接触第一钢吸收部件7b 的第五主表面7bl并且第一钢吸收部件7b的第四主表面7b2接触中间衬底100的一个主表面 21c的同时，将中间衬底100退火。钢在钢阻挡部件7a中的扩散长度不大于钢在碳化娃中的 扩散长度。钢阻挡部件7a可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的一个主表面21c。
[0076] (22)在根据(21)所述的制造碳化娃半导体器件的方法中，优选地，钢阻挡部件7a 包括从由碳层、碳化娃层、碳化粗层、其中娃层被涂覆碳化娃层的层、和其中碳层被涂覆碳 化娃层的层组成的组中选择的至少一种。因此，可更有效阻挡钢被引入中间衬底100的一个 主表面21c。
[0077] [本申请的发明实施例的细节]
[0078] 初始地，将描述根据本发明的一个实施例的代表碳化娃半导体器件的MOSFET 1的 构造。
[0079] 参照图1，根据本实施例的MOS阳T1主要具有碳化娃衬底10、栅电极27、栅极绝缘膜 15、层间绝缘膜21、源电极16、表面保护电极19、漏电极20和背面保护电极23。碳化娃衬底10 具有第一主表面IOa和与第一主表面IOa相反的第二主表面IOb并且主要包括碳化娃单晶衬 底11和设置在碳化娃单晶衬底11上的碳化娃外延层5。
[0080] 碳化娃单晶衬底11由具有例如4H多型的六方碳化娃的单晶组成。碳化娃衬底10的 第一主表面IOa的最大直径大于100mm，优选地不小于150mm，更优选地不小于200mm。碳化娃 衬底10的第一主表面IOa是例如{0001}面或与{0001}面角偏离不大于8°的表面。具体地讲， 第一主表面IOa是例如（OOOl)面或与（OOOl)面角偏离不大于8°的表面，第二主表面IOb是 (000-1)面或与（000-1)面角偏离大致不大于8°的表面。碳化娃衬底10的厚度例如不大于 700皿且优选地不大于600]im。碳化娃衬底10的厚度优选地不小于250]im且小于600]im，更优 选地不小于300]im且小于600]im，更优选地不小于250]im且不大于500皿，更优选地不小于350 皿且不大于500皿。
[0081] 碳化娃外延层5具有漂移区12、体区13、源极区14和接触区18。漂移区12是包含诸 如氮的杂质的n型(第一导电类型）区域。漂移区12中的杂质浓度是例如大约5.OX IQiScnf3。 体区13是具有P型（第二导电类型）的区域。体区13中包含的杂质是例如侣(Al)或棚(B)。体 区13中包含的杂质的浓度是例如大约1 X l〇i7cnf3。
[0082] 源极区14是包含诸如憐的杂质的n型区。源极区14形成在体区13中，被体区13包 围。源极区14的杂质浓度高于漂移区12。源极区14中的杂质浓度是例如IX 102%f3。源极区 14与漂移区12被体区13分隔开。
[0083] 接触区18是P型区。接触区18被设置为被源极区14包围并且被形成为接触体区13。 接触区18包含浓度比体区13中包含的杂质的浓度高的诸如Al或B的杂质。接触区18中的诸 如Al或B的杂质的浓度是例如1 X IO2Vif3D
[0084] 栅极绝缘膜15被形成为接触碳化娃衬底10的第一主表面10a，从一个源极区14的 上表面延伸到另一个源极区14的上表面。栅极绝缘膜15接触碳化娃衬底10的第一主表面 IOa处的源极区14、体区13和漂移区12。栅极绝缘膜15由例如二氧化娃组成。栅极绝缘膜15 的厚度a优选地大致不小于10皿且不大于100皿，更优选的大致不小于40皿且不大于60nm， 并且例如是45nm。
[0085] 栅电极27被布置为接触栅极绝缘膜15,从一个源极区14的上方延伸到另一个源极 区14的上方。栅电极27设置在栅极绝缘膜15上，使得栅极绝缘膜15位于栅电极27和碳化娃 衬底10之间。栅电极27形成在源极区14、体区13和漂移区12上，使栅极绝缘膜15插入其间。 栅电极27由诸如渗杂杂质或Al的多晶娃的导体形成。
[0086] 源电极16在远离栅极绝缘膜15的方向上从一对源极区14中的每个上方延伸到接 触区18上方并且被布置为接触碳化娃衬底10的第一主表面10a。源电极16接触碳化娃衬底 10的第一主表面10a。源电极16接触碳化娃衬底10的第一主表面IOa处的源极区14和接触区 18。源电极16包含例如TiAl Si并且欧姆接触碳化娃衬底10。
[0087] 层间绝缘膜21被设置为接触栅电极27和栅极绝缘膜15。层间绝缘膜21将栅电极27 和源电极16彼此电隔离。层间绝缘膜21包括被设置成覆盖栅电极27的第一绝缘膜21和被设 置成覆盖第一绝缘膜21a的第二绝缘膜2化。第二绝缘膜2化可包含比第一绝缘膜21a更多的 作为杂质的憐。表面保护电极19被形成为接触源电极16并且包含诸如Al的导体。表面保护 电极19通过源电极16电连接到源极区14。
[0088] 漏电极20被设置为接触碳化娃衬底10的第二主表面10b。漏电极20可由可与碳化 娃单晶衬底11建立欧姆接触的诸如娃化儀(NiSi)的其他材料构成。漏电极20因此电连接到 碳化娃单晶衬底11。背面保护电极23被形成为接触与碳化娃单晶衬底11相反的漏电极20的 主表面。背面保护电极23具有由例如Ti层、Pt层和Au层构成的层叠结构。
[0089] 现在，将参照图1和图2描述界面区域中的钢的总数。
[0090] 栅极绝缘膜15和栅电极27之间的界面被定义为第一界面15a并且栅极绝缘膜15和 碳化娃衬底10之间的界面中的面对第一界面15a的区域被定义为第二界面15b。在沿着第一 界面15a的垂直方向Y位于远离第一界面15a朝向栅电极27达栅极绝缘膜15的厚度a的第一 虚拟表面2a和沿着第二界面15b的垂直方向Y位于远离第二界面15b朝向碳化娃衬底10达栅 极绝缘膜15的厚度a的第二虚拟表面2b之间的区域被定义为界面区域R。通过将界面区域R 中包含的钢的总数除W第一界面15a的面积而计算出的值优选地不大于5Xl〇w原子/cm2， 更优选地不大于3 X l〇w原子/cm2，更优选地不大于I X l〇w原子/cm2。
[0091] 参照图2,通过将界面区域R中包含的钢的总数除W第一界面15a的面积而计算出 的值代表第一界面15a的每单位面积（Icm 2)的界面区域R中的钢原子的数量。换句话讲，通 过将界面区域R中包含的钢的总数除W第一界面15a的面积而计算出的值代表图2中示出的 平行六面体中包含的钢原子的总数。可用二次离子微探针质谱仪(SIMS)对钢的总数进行计 数。
[0092] 优选地，距离与第二界面15b相反的栅电极27的第=主表面27a的IOnm内的区域中 的钢的浓度的最大值大于界面区域R中的钢的浓度的最大值，界面区域R中的钢的浓度的最 大值不大于IX l〇is原子/cm3。距离栅电极27的第S主表面27a的10皿内的区域中的钢的浓 度的最大值可不小于IX l〇is原子/cm3。优选地，距离碳化娃衬底10的第二主表面IOb的IOnm 内的区域中的钢的浓度的最大值大于界面区域R中的钢的浓度的最大值。距离主表面的 Wnm内的区域意指位于沿着第一界面15a的垂直方向Y的距离主表面±10皿的表面之间的 区域。
[0093] 将参照图3描述碳化娃半导体器件的阔值电压(Vth)的定义。初始地，在变化栅电压 (也就是说，栅-源电压Vgs)的情况下测量漏极电流(也就是说，源极-漏极电流Id)。当栅电压 小于阔值电压时，将位于栅极绝缘膜15正下方的体区13和漂移区12之间的pn结反向偏置， 成为非导通状态(截止状态）。因此，在源电极16(第一电极)和漏电极20(第二电极)之间基 本上没有漏极电流流动。当等于或高于阔值电压的电压施加到栅电极27时，在围绕体区13 与栅极绝缘膜15的接触部分的沟道区CH中形成反型层。因此，源极区14和漂移区12彼此电 连接，使得漏极电流开始在源电极16和漏电极20之间流动。即，阔值电压是指使漏极电流开 始流动的栅电压。更具体地讲，阔值电压是指当源极和漏极之间的电压(Vds)处于IOV时使漏 极电流达到300yA的栅电压。
[0094] 将参照图4描述碳化娃半导体器件的阔值电压的波动。初始地，在施加到碳化娃半 导体器件的栅电压变化的情况下测量漏极电流，并且绘出栅电压和漏极电流之间的关系 3a。当源极和漏极之间的电压处于IOV时使漏极电流达到300yA的栅电压被定义为第一阔值 电压(Vthi)。然后，进行应力测试，在一定时间段内向碳化娃半导体器件的栅电极27施加负 电压。此后，在施加到碳化娃半导体器件的栅电压变化的情况下测量漏极电流，并且绘出栅 电压和漏极电流之间的关系