JP2001106600A - 炭化硅素結晶の液相成長方法 - Google Patents
炭化硅素結晶の液相成長方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２０００℃近い高温でしか成長できなかった
ＳｉＣ結晶の液相成長を、１０００℃程度以下の低温で
行い得る液相成長方法を提供すること。 【解決手段】 ＳｉＣの溶媒金属を希釈した溶液1、あ
るいはＳｉＣの溶媒金属の一つであるＳｉを飽和量以下
に溶解させた溶液1を準備し、ＳｉＣの溶媒金属あるい
は溶解しているＳｉを、Ｓｉとルツボのカーボン２との
反応、あるいは雰囲気に供給した炭化水素ガス3との反
応、あるいはＳｉＣ固体原料５の溶解などによって溶液
1をＳｉＣ成分で飽和することにより、ＳｉＣ結晶を成
長させることができる。
ＳｉＣ結晶の液相成長を、１０００℃程度以下の低温で
行い得る液相成長方法を提供すること。 【解決手段】 ＳｉＣの溶媒金属を希釈した溶液1、あ
るいはＳｉＣの溶媒金属の一つであるＳｉを飽和量以下
に溶解させた溶液1を準備し、ＳｉＣの溶媒金属あるい
は溶解しているＳｉを、Ｓｉとルツボのカーボン２との
反応、あるいは雰囲気に供給した炭化水素ガス3との反
応、あるいはＳｉＣ固体原料５の溶解などによって溶液
1をＳｉＣ成分で飽和することにより、ＳｉＣ結晶を成
長させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭化硅素(ＳｉＣ)結晶の
液相成長方法に関するものであり、特にＳｉＣ結晶の低
温液相エピタキシャル成長に好適に利用できる方法に関
するものである。
液相成長方法に関するものであり、特にＳｉＣ結晶の低
温液相エピタキシャル成長に好適に利用できる方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣの液相成長には通常Ｓｉ、Ｆｅ，
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉなどの金属溶媒が用いられるが、いず
れも高融点であり、かつＳｉＣの溶解度が小さいので、
例えば最も融点の低いＳｉを溶媒とした場合において
も、少なくともＳｉの融点（１４１４℃）以上、実際に
は１５００℃〜１８００℃程度の高温で成長させる必要
があった。そのため、用いる材料の化学的安定性の面を
考慮したり、成長装置の耐熱性の問題につき工夫を要す
る等、成長系の構築にも特殊な材料と技術を必要として
いた。
Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉなどの金属溶媒が用いられるが、いず
れも高融点であり、かつＳｉＣの溶解度が小さいので、
例えば最も融点の低いＳｉを溶媒とした場合において
も、少なくともＳｉの融点（１４１４℃）以上、実際に
は１５００℃〜１８００℃程度の高温で成長させる必要
があった。そのため、用いる材料の化学的安定性の面を
考慮したり、成長装置の耐熱性の問題につき工夫を要す
る等、成長系の構築にも特殊な材料と技術を必要として
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、高温
成長に伴う各種の問題を解消するために、ＳｉＣの液相
成長が少なくともＳｉの融点以下の温度領域で行い得る
ようなＳｉＣ結晶の成長方法を提供することを目的とす
る。
成長に伴う各種の問題を解消するために、ＳｉＣの液相
成長が少なくともＳｉの融点以下の温度領域で行い得る
ようなＳｉＣ結晶の成長方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の炭化珪素結晶の
液相成長方法は、Ｓｉと同等以上の融点を有する溶媒金
属に対して、これよりも融点の低い金属を一種以上混合
させて溶媒の融点を下げた状態のＳｉ未飽和溶液を準備
し、これをＳｉＣにて飽和させることを特徴とするもの
である。
液相成長方法は、Ｓｉと同等以上の融点を有する溶媒金
属に対して、これよりも融点の低い金属を一種以上混合
させて溶媒の融点を下げた状態のＳｉ未飽和溶液を準備
し、これをＳｉＣにて飽和させることを特徴とするもの
である。
【０００５】
【作用】これまで用いられてきたＳｉＣの溶媒金属は、
全てＳｉよりも高融点である。このような溶媒金属に他
の金属を混合することによって、Ｓｉの融点以下の溶媒
金属の液相状態を作り出すことができる。この希釈され
たＳｉＣの溶媒金属を、ＳｉＣで飽和することにより、
ＳｉＣ結晶が従前の場合に比べてより低温で成長できる
ことになる。
全てＳｉよりも高融点である。このような溶媒金属に他
の金属を混合することによって、Ｓｉの融点以下の溶媒
金属の液相状態を作り出すことができる。この希釈され
たＳｉＣの溶媒金属を、ＳｉＣで飽和することにより、
ＳｉＣ結晶が従前の場合に比べてより低温で成長できる
ことになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例として、ＳｉＣ
の溶媒金属に硅素(Ｓｉ)を用いる場合について説明す
る。図1はＳｉとその溶媒である低融点金属Ａとの二元
状態図の模式図である。金属Ａはそれ自身、炭化物を作
らないか、炭化物が存在してもそれよりもＳｉＣの方が
熱力学的に安定であればよい。状態図から明らかなよう
に、金属Ａは温度Ｔ１においてＳｉを濃度Ｃ０まで溶解
させればＳｉ結晶の液相成長に用いることができる。こ
のような金属Ａとして具体的には、アルミニウム(Ａ
ｌ)、銀(Ａｇ)、ガリウム(Ｇａ)、錫(Ｓｎ)、インジウ
ム(Ｉｎ)などがこれに相当するものとして例示できる。
なお、これら金属ＡへのＳｉＣの溶解は無視できるほど
小さく、実質的にＳｉＣを溶解できる成分は、Ｓｉと金
属Ａとの混合溶液中のＳｉ成分だけである。
の溶媒金属に硅素(Ｓｉ)を用いる場合について説明す
る。図1はＳｉとその溶媒である低融点金属Ａとの二元
状態図の模式図である。金属Ａはそれ自身、炭化物を作
らないか、炭化物が存在してもそれよりもＳｉＣの方が
熱力学的に安定であればよい。状態図から明らかなよう
に、金属Ａは温度Ｔ１においてＳｉを濃度Ｃ０まで溶解
させればＳｉ結晶の液相成長に用いることができる。こ
のような金属Ａとして具体的には、アルミニウム(Ａ
ｌ)、銀(Ａｇ)、ガリウム(Ｇａ)、錫(Ｓｎ)、インジウ
ム(Ｉｎ)などがこれに相当するものとして例示できる。
なお、これら金属ＡへのＳｉＣの溶解は無視できるほど
小さく、実質的にＳｉＣを溶解できる成分は、Ｓｉと金
属Ａとの混合溶液中のＳｉ成分だけである。
【０００７】いま、金属ＡにＳｉを濃度Ｃ１まで溶解し
た溶液を考える。この溶液はＳｉ未飽和であるから、Ｓ
ｉ結晶が成長されることはない。この未飽和の液状Ｓｉ
をＳｉＣで飽和する。飽和の方法は、この例の場合はＳ
ｉＣの一成分であるＳｉがＳｉＣの溶媒であるから、図
2に示すように、固相の炭素(Ｃ)と溶液中のＳｉとの反
応によって生成したＳｉＣで飽和してもよいし、炭化水
素ガスと溶液中のＳｉとの反応によってもよい。もちろ
ん固相のＳｉＣと溶液とを共存さてもよい。このように
してＳｉＣを飽和したＳｉ成分を含むＳｉ未飽和溶液か
らは、Ｓｉ結晶が成長することなく、結局ＳｉＣ結晶の
みを成長させることができる。
た溶液を考える。この溶液はＳｉ未飽和であるから、Ｓ
ｉ結晶が成長されることはない。この未飽和の液状Ｓｉ
をＳｉＣで飽和する。飽和の方法は、この例の場合はＳ
ｉＣの一成分であるＳｉがＳｉＣの溶媒であるから、図
2に示すように、固相の炭素(Ｃ)と溶液中のＳｉとの反
応によって生成したＳｉＣで飽和してもよいし、炭化水
素ガスと溶液中のＳｉとの反応によってもよい。もちろ
ん固相のＳｉＣと溶液とを共存さてもよい。このように
してＳｉＣを飽和したＳｉ成分を含むＳｉ未飽和溶液か
らは、Ｓｉ結晶が成長することなく、結局ＳｉＣ結晶の
みを成長させることができる。
【０００８】例えば金属ＡにＡｌを用いた場合、１００
０℃におけるＳｉの飽和濃度Ｃ０は約４５原子％である
から、これ以下のＳｉ濃度、例えば４０原子％の溶液を
準備すれば、１０００℃でＳｉＣ結晶を成長できる。も
ちろんこれ以下の温度であってもよく、また、金属Ａと
してＡｌ以外のＳｉ結晶成長用低融点溶媒金属を用いて
も同様の原理が適用できることは明らかである。
０℃におけるＳｉの飽和濃度Ｃ０は約４５原子％である
から、これ以下のＳｉ濃度、例えば４０原子％の溶液を
準備すれば、１０００℃でＳｉＣ結晶を成長できる。も
ちろんこれ以下の温度であってもよく、また、金属Ａと
してＡｌ以外のＳｉ結晶成長用低融点溶媒金属を用いて
も同様の原理が適用できることは明らかである。
【０００９】図1のような単純な状態図の系だけでな
く、共晶系でも同様な溶液を作ることができる。例えば
Ａｇ−Ｓｉ系では約８５０℃にＡｇ(９０)Ｓｉ(１０)の
共晶点があるので、この温度程度までＳｉ濃度が１０原
子％の未飽和溶液が準備できる。さらに金属Ａ単一でな
く、それに同様な低融点金属Ｂを加えるなど、複数種の
金属の混合溶液を用いてもよい。例えばＡｇ−Ｇａ系の
状態図から、Ａｇ中のＧａ濃度の増加とともに液相の温
度が下がるので、Ａｇの融点以下の数百℃の温度におい
ても数％のＳｉ溶解量が確保できる。こうした混合溶液
の場合に金属ＡＢの化合物が存在する系であれば、元素
Ａと元素Ｂとの比率および温度を均一液相の組成範囲に
選べば良い。
く、共晶系でも同様な溶液を作ることができる。例えば
Ａｇ−Ｓｉ系では約８５０℃にＡｇ(９０)Ｓｉ(１０)の
共晶点があるので、この温度程度までＳｉ濃度が１０原
子％の未飽和溶液が準備できる。さらに金属Ａ単一でな
く、それに同様な低融点金属Ｂを加えるなど、複数種の
金属の混合溶液を用いてもよい。例えばＡｇ−Ｇａ系の
状態図から、Ａｇ中のＧａ濃度の増加とともに液相の温
度が下がるので、Ａｇの融点以下の数百℃の温度におい
ても数％のＳｉ溶解量が確保できる。こうした混合溶液
の場合に金属ＡＢの化合物が存在する系であれば、元素
Ａと元素Ｂとの比率および温度を均一液相の組成範囲に
選べば良い。
【００１０】以上はＳｉＣの溶媒としてＳｉを用いる場
合で説明したが、Ｓｉの代わりに他のＳｉＣの溶媒金属
を用いてもよい。この場合に、混合させる低融点金属
（上述の金属ＡやＢ）と化合物を作らない温度と組成範
囲を選ぶようにすることが好ましい。溶媒金属は固相Ｓ
ｉＣ原料との共存、あるいは固相Ｓｉの溶解によるＳｉ
成分の供給と気相からの炭素成分の供給、あるいは両成
分の気相からの供給などのよってＳｉＣで飽和させるこ
とができる。要は、ＳｉＣの溶媒金属を他の金属との混
合によって融点を下げ、余分な化合物の生成しない温度
と組成範囲でその溶媒金属をＳｉＣで飽和できれば、本
発明ではどのような組み合わせでも許容される。
合で説明したが、Ｓｉの代わりに他のＳｉＣの溶媒金属
を用いてもよい。この場合に、混合させる低融点金属
（上述の金属ＡやＢ）と化合物を作らない温度と組成範
囲を選ぶようにすることが好ましい。溶媒金属は固相Ｓ
ｉＣ原料との共存、あるいは固相Ｓｉの溶解によるＳｉ
成分の供給と気相からの炭素成分の供給、あるいは両成
分の気相からの供給などのよってＳｉＣで飽和させるこ
とができる。要は、ＳｉＣの溶媒金属を他の金属との混
合によって融点を下げ、余分な化合物の生成しない温度
と組成範囲でその溶媒金属をＳｉＣで飽和できれば、本
発明ではどのような組み合わせでも許容される。
【００１１】以上説明した通り、ＳｉＣ結晶の成長の際
に用いられていた溶媒金属に対して、Ｓｉよりも融点の
低い金属を一種以上混合させて溶媒の融点を下げた状態
のＳｉ未飽和溶液当該溶液を用いることによって、Ｓｉ
Ｃ結晶の成長温度の低温化を図ることができる。これに
よって成長系の構築に通常の材料や技術が適用できるよ
うになり、従来のＳｉＣ結晶液相成長技術のもつ高温成
長をするがゆえの各種問題点を解決することができる。
に用いられていた溶媒金属に対して、Ｓｉよりも融点の
低い金属を一種以上混合させて溶媒の融点を下げた状態
のＳｉ未飽和溶液当該溶液を用いることによって、Ｓｉ
Ｃ結晶の成長温度の低温化を図ることができる。これに
よって成長系の構築に通常の材料や技術が適用できるよ
うになり、従来のＳｉＣ結晶液相成長技術のもつ高温成
長をするがゆえの各種問題点を解決することができる。
【００１２】
【実施例】［実施例１］図3は通常の液相エピタキシャ
ル成長装置内において、図面上側を低温に、下側を高温
にした横型スライド式温度差法による成長系の模式図で
ある。溶液1としてＡｌを０．８ｇ、Ｓｉを０．５５ｇ
準備し、高純度グラファイト製のルツボ２に仕込み、パ
イロリティックカーボン製ボート６にセットした。ボー
ト上には温度差を保持するためのカーボンコート石英板
８を挟んで、同じくパイロリティックカーボン製のスラ
イダー７を載せ、中に１ｃｍ角のＳｉＣ基板４をセット
した。最初はスライダーを左に置き、雰囲気としてアル
ゴンガスを流しながら下側温度が１０００℃、上側が９
５０℃となるように昇温した。2時間保持してからスラ
イダーを操作して、基板４と溶液1とを図に示す位置に
移動させた。この状態で１０時間保持した後、再びスラ
イド操作によって溶液を切り離した。
ル成長装置内において、図面上側を低温に、下側を高温
にした横型スライド式温度差法による成長系の模式図で
ある。溶液1としてＡｌを０．８ｇ、Ｓｉを０．５５ｇ
準備し、高純度グラファイト製のルツボ２に仕込み、パ
イロリティックカーボン製ボート６にセットした。ボー
ト上には温度差を保持するためのカーボンコート石英板
８を挟んで、同じくパイロリティックカーボン製のスラ
イダー７を載せ、中に１ｃｍ角のＳｉＣ基板４をセット
した。最初はスライダーを左に置き、雰囲気としてアル
ゴンガスを流しながら下側温度が１０００℃、上側が９
５０℃となるように昇温した。2時間保持してからスラ
イダーを操作して、基板４と溶液1とを図に示す位置に
移動させた。この状態で１０時間保持した後、再びスラ
イド操作によって溶液を切り離した。
【００１３】取り出した試料を切断し、断面を観察した
ところ、約１０μｍのＳｉＣ成長層が見られた。この成
長量は、用いた量のＳｉを飽和するＳｉＣの量に比べて
頗る大きいものであった。グラファイトルツボ2の底部
に反応して侵食された跡が見られたことから、成長期間
中に底部の高温部での反応と低温の基板への析出が定常
的に進行したものと考えられる。
ところ、約１０μｍのＳｉＣ成長層が見られた。この成
長量は、用いた量のＳｉを飽和するＳｉＣの量に比べて
頗る大きいものであった。グラファイトルツボ2の底部
に反応して侵食された跡が見られたことから、成長期間
中に底部の高温部での反応と低温の基板への析出が定常
的に進行したものと考えられる。
【００１４】ここでは温度差法を用いて厚い成長をおこ
なったが、極く薄い成長層であれば徐冷法でも良い。ま
たルツボも一つに限らず、複数の溶液を準備できるの
で、不純物添加によって電気的な特性の異なる成長層を
積層することもできることは通常の液相エピタキシャル
成長と同様である。
なったが、極く薄い成長層であれば徐冷法でも良い。ま
たルツボも一つに限らず、複数の溶液を準備できるの
で、不純物添加によって電気的な特性の異なる成長層を
積層することもできることは通常の液相エピタキシャル
成長と同様である。
【００１５】炭素(Ｃ)の供給もグラファイトルツボ２に
よる方法のみに限られない。図4に示すように、図面下
側に基板4を置き、低温として、気相の炭化水素ガス3を
薄い厚さの溶液層1の上に導いて反応させても良い。あ
るいは図5に示すようにＳｉＣ固相原料5をパイロリティ
ックカーボン製孔付き隔壁１１を介して置けば、前述の
実験と同様の効果を達成することができる。さらにＳｉ
Ｃを上方へ輸送する場合に、溶液に密度の大きなＡｇな
どを加えれば、温度差だけでなく、密度差によるＳｉＣ
の輸送が加わり、効率のよい成長を行うことができる。
よる方法のみに限られない。図4に示すように、図面下
側に基板4を置き、低温として、気相の炭化水素ガス3を
薄い厚さの溶液層1の上に導いて反応させても良い。あ
るいは図5に示すようにＳｉＣ固相原料5をパイロリティ
ックカーボン製孔付き隔壁１１を介して置けば、前述の
実験と同様の効果を達成することができる。さらにＳｉ
Ｃを上方へ輸送する場合に、溶液に密度の大きなＡｇな
どを加えれば、温度差だけでなく、密度差によるＳｉＣ
の輸送が加わり、効率のよい成長を行うことができる。
【００１６】［実施例２］バルク状の厚いＳｉＣ成長結
晶を得るために、図6に示す成長系を作製した。内径５
ｃｍのパイロリティックカーボン製ルツボ２に溶液1と
して３００ｇのＡｇと２０ｇのＳｉ、およびＳｉＣ固相
原料１０ｇを仕込んだ。原料が浮かんで成長を阻害しな
いように、孔付き隔壁１１を設けた。ＳｉＣ結晶基板4
は放熱用のカーボン製ロッド9の先端にＳｉで融着し、
ステンレスシャフトに接続して縦型電気炉の外に延長し
た。最初はシャフトを引き上げておき、アルゴンガスを
流しながら１０００℃まで昇温して２時間保持し、シャ
フトを下げて基板4と溶液1とを接触させ、図６のような
配置にした。この状態で２０時間保持した後、シャフト
を引き上げ、冷却した。
晶を得るために、図6に示す成長系を作製した。内径５
ｃｍのパイロリティックカーボン製ルツボ２に溶液1と
して３００ｇのＡｇと２０ｇのＳｉ、およびＳｉＣ固相
原料１０ｇを仕込んだ。原料が浮かんで成長を阻害しな
いように、孔付き隔壁１１を設けた。ＳｉＣ結晶基板4
は放熱用のカーボン製ロッド9の先端にＳｉで融着し、
ステンレスシャフトに接続して縦型電気炉の外に延長し
た。最初はシャフトを引き上げておき、アルゴンガスを
流しながら１０００℃まで昇温して２時間保持し、シャ
フトを下げて基板4と溶液1とを接触させ、図６のような
配置にした。この状態で２０時間保持した後、シャフト
を引き上げ、冷却した。
【００１７】取り出した試料を硝酸と弗酸の混液で処理
し、カーボンロッドとの接着に用いたＳｉを除去して剥
がし、観察に供した。その結果、約１５０μｍ厚のＳｉ
Ｃ結晶の成長層が確認できた。本実施例での成長系の配
置においては、基板の冷却によって溶液中央部では下降
流が、側壁に沿っては上昇流があるものと考えられる。
こうした対流を原料輸送に積極的に利用して、例えば図
7に示すように基板４を高速回転させて強制対流を発生
させるなど、結晶成長に都合の良い流れを作れば、さら
に効率の良い成長ができ、バルク結晶の成長の効果を生
じる。
し、カーボンロッドとの接着に用いたＳｉを除去して剥
がし、観察に供した。その結果、約１５０μｍ厚のＳｉ
Ｃ結晶の成長層が確認できた。本実施例での成長系の配
置においては、基板の冷却によって溶液中央部では下降
流が、側壁に沿っては上昇流があるものと考えられる。
こうした対流を原料輸送に積極的に利用して、例えば図
7に示すように基板４を高速回転させて強制対流を発生
させるなど、結晶成長に都合の良い流れを作れば、さら
に効率の良い成長ができ、バルク結晶の成長の効果を生
じる。
【００１８】［実施例３］Ｓｉ成分を連続的に供給する
方法として、図8に示す成長系を作製した。溶液1として
Ａｇ３００ｇをグラファイト製ルツボ2に仕込み、Ｓｉ
固体原料１０をパイロリティックカーボン製の隔壁とル
ツボ２との間に配置した。前記隔壁１１の下部には小さ
なすき間を設け、成長用基板4下の成長溶液へのＳｉ成
分の流入を律速して完全に飽和しないようにした。基板
4およびカーボンロッド9については実施例2と同様であ
る。まずシャフトを引き上げておき、アルゴンガスを流
しながら昇温し、溶液1が溶融した時に素早くシャフト
を下げて溶液1と基板4を接触させ、１０ｒｐｍで回転さ
せた。温度を１０００℃まで昇温して、そのまま１０時
間保持した。取り出した試料は実施例2と同様に処理
し、観察に供した。その結果、１００μｍ厚のＳｉＣ成
長層が見られた。
方法として、図8に示す成長系を作製した。溶液1として
Ａｇ３００ｇをグラファイト製ルツボ2に仕込み、Ｓｉ
固体原料１０をパイロリティックカーボン製の隔壁とル
ツボ２との間に配置した。前記隔壁１１の下部には小さ
なすき間を設け、成長用基板4下の成長溶液へのＳｉ成
分の流入を律速して完全に飽和しないようにした。基板
4およびカーボンロッド9については実施例2と同様であ
る。まずシャフトを引き上げておき、アルゴンガスを流
しながら昇温し、溶液1が溶融した時に素早くシャフト
を下げて溶液1と基板4を接触させ、１０ｒｐｍで回転さ
せた。温度を１０００℃まで昇温して、そのまま１０時
間保持した。取り出した試料は実施例2と同様に処理
し、観察に供した。その結果、１００μｍ厚のＳｉＣ成
長層が見られた。
【００１９】［実施例４］カーボンに含まれる不純物の
混入を避けるために、図9に示す成長系を作製した。パ
イロリティックカーボン製のルツボ2は、基板4を冷却す
るために下部低温部まで延長し、その中にカーボン製の
ピストン１５を設けた。溶液1にＡｇ５０ｇとＡｌ１５
０ｇを仕込み、溶解して厚さ３ｍｍの溶液層となるよう
にした。周辺に実施例3と同様にＳｉ固体原料１０を置
き、隔壁１１でＳｉの供給を律速した。反応管１３は石
英製で、上部に雰囲気であるアルゴンガス導入管１２お
よび炭化水素ガス導入管３を設け、電気炉１４で１００
０℃まで昇温した。炭化水素としてメタンを使用し、流
量１００ｃｃｍで流しながら、ピストン１５を０．２ｍ
ｍ／時間で下げた。溶液1の主成分がＡｇの場合、カー
ボンと馴染まないので液漏れを起こすことはなかった。
２０時間の定常運転の後、基板上に約４ｍｍ厚のＳｉＣ
成長結晶が得られた。
混入を避けるために、図9に示す成長系を作製した。パ
イロリティックカーボン製のルツボ2は、基板4を冷却す
るために下部低温部まで延長し、その中にカーボン製の
ピストン１５を設けた。溶液1にＡｇ５０ｇとＡｌ１５
０ｇを仕込み、溶解して厚さ３ｍｍの溶液層となるよう
にした。周辺に実施例3と同様にＳｉ固体原料１０を置
き、隔壁１１でＳｉの供給を律速した。反応管１３は石
英製で、上部に雰囲気であるアルゴンガス導入管１２お
よび炭化水素ガス導入管３を設け、電気炉１４で１００
０℃まで昇温した。炭化水素としてメタンを使用し、流
量１００ｃｃｍで流しながら、ピストン１５を０．２ｍ
ｍ／時間で下げた。溶液1の主成分がＡｇの場合、カー
ボンと馴染まないので液漏れを起こすことはなかった。
２０時間の定常運転の後、基板上に約４ｍｍ厚のＳｉＣ
成長結晶が得られた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明のＳｉＣ成長
用溶液を用いれば、特殊な装置や環境を必要としていた
ＳｉＣ結晶の液相成長に、通常の液相成長技術が適用で
きるようになる。これによって新しい品質や特性をもつ
ＳｉＣ結晶基板やデバイスの作製技術を拓くことがで
き、電気・電子工業の発展に優れた効果を奏するもので
ある。
用溶液を用いれば、特殊な装置や環境を必要としていた
ＳｉＣ結晶の液相成長に、通常の液相成長技術が適用で
きるようになる。これによって新しい品質や特性をもつ
ＳｉＣ結晶基板やデバイスの作製技術を拓くことがで
き、電気・電子工業の発展に優れた効果を奏するもので
ある。
【図１】本発明のＳｉＣ結晶成長用Ｓｉ未飽和溶液を説
明するためのＳｉと金属Ａとの二元系状態図の模式図で
ある。
明するためのＳｉと金属Ａとの二元系状態図の模式図で
ある。
【図２】本発明の溶液を用いることによってＳｉＣ成分
が生成することを説明するための模式図である。
が生成することを説明するための模式図である。
【図３】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図４】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図５】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図６】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図７】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図８】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図９】本発明の溶液を用いてＳｉＣ結晶を成長する実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
１ Ｓｉ未飽和溶液 ２ ルツボ ３ 炭化水素ガス ４ ＳｉＣ結晶基板 ５ ＳｉＣ固相原料 ６ スライドボート ７ スライダー ８ 断熱用石英板 ９ カーボンロッド １０ Ｓｉ固体原料 １１ 孔付き隔壁 １２ 雰囲気アルゴンガス導入管 １３ 石英反応管 １４ 電気炉 １５ ピストン
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｉと同等以上の融点を有する溶媒金属
に対して、これよりも融点の低い金属を一種以上混合さ
せて溶媒の融点を下げた状態のＳｉ未飽和溶液を準備
し、これをＳｉＣにて飽和させることを特徴とする炭化
珪素結晶の液相成長方法。
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