JP2001335934A - 立方晶炭化珪素単結晶薄膜におけるスリップの低減方法 - Google Patents
立方晶炭化珪素単結晶薄膜におけるスリップの低減方法Info
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- JP2001335934A JP2001335934A JP2000154317A JP2000154317A JP2001335934A JP 2001335934 A JP2001335934 A JP 2001335934A JP 2000154317 A JP2000154317 A JP 2000154317A JP 2000154317 A JP2000154317 A JP 2000154317A JP 2001335934 A JP2001335934 A JP 2001335934A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 炭化珪素(ＳｉＣ)の結晶成長に関し、化学気
相成長法(ＣＶＤ法)を用いてＳｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣ
単結晶薄膜を作製する方法である。 【解決手段】 化学気相成長法(ＣＶＤ法)を用いた立方
晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜のＳｉ基板上への
作成方法であって、溝を切ったＳｉ基板を用いることに
より基板上に成長させた３Ｃ−ＳｉＣに導入されるスリ
ップを低減させる方法。
相成長法(ＣＶＤ法)を用いてＳｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣ
単結晶薄膜を作製する方法である。 【解決手段】 化学気相成長法(ＣＶＤ法)を用いた立方
晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜のＳｉ基板上への
作成方法であって、溝を切ったＳｉ基板を用いることに
より基板上に成長させた３Ｃ−ＳｉＣに導入されるスリ
ップを低減させる方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化珪素(ＳｉＣ)の
結晶成長に関し、化学気相成長法(ＣＶＤ法)を用いてＳ
ｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣ単結晶薄膜を作製する方法であ
る。
結晶成長に関し、化学気相成長法(ＣＶＤ法)を用いてＳ
ｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣ単結晶薄膜を作製する方法であ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、３Ｃ−ＳｉＣの結晶成長では、主
に高周波誘導加熱機構を備えた減圧気相化学成長(ＣＶ
Ｄ)装置を用いてＳｉ基板上にエピタキシャル成長させ
る。Ｓｉ基板は、カーボン製のサセプター上に置かれ、
このサセプターが高周波誘導加熱により加熱されること
により、間接的に加熱される。基板は、１３００℃前後
まで加熱され、その後原料ガスを導入して結晶を成長さ
せる。このときＳｉ基板は表面が鏡面研磨された平坦な
基板が用いられる。
に高周波誘導加熱機構を備えた減圧気相化学成長(ＣＶ
Ｄ)装置を用いてＳｉ基板上にエピタキシャル成長させ
る。Ｓｉ基板は、カーボン製のサセプター上に置かれ、
このサセプターが高周波誘導加熱により加熱されること
により、間接的に加熱される。基板は、１３００℃前後
まで加熱され、その後原料ガスを導入して結晶を成長さ
せる。このときＳｉ基板は表面が鏡面研磨された平坦な
基板が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高周波誘導加熱機構を
用いたＣＶＤ装置では誘導加熱によりカーボン製のサセ
プターが直接加熱され、サセプター上に置かれたＳｉ基
板は、サセプターの発熱により間接的に加熱される。そ
のため、基板の表面と裏面で温度差を生じやすい。 ま
た、サセプターは、誘導加熱により外側が初めに発熱さ
れ、その熱がサセプターの中心に伝達されることにより
全体が加熱される。このため、サセプターの温度分布を
反映して内面においても温度分布を生じやすい。この温
度分布は基板の大面積化にともなって、より発生しやす
くなる。
用いたＣＶＤ装置では誘導加熱によりカーボン製のサセ
プターが直接加熱され、サセプター上に置かれたＳｉ基
板は、サセプターの発熱により間接的に加熱される。そ
のため、基板の表面と裏面で温度差を生じやすい。 ま
た、サセプターは、誘導加熱により外側が初めに発熱さ
れ、その熱がサセプターの中心に伝達されることにより
全体が加熱される。このため、サセプターの温度分布を
反映して内面においても温度分布を生じやすい。この温
度分布は基板の大面積化にともなって、より発生しやす
くなる。
【０００４】また、Ｓｉ基板上に３Ｃ−ＳｉＣを成長さ
せるとＳｉと３Ｃ−ＳｉＣで熱膨張率、熱伝導率が異な
る。これら、基板の温度分布及び物性の違いにより３Ｃ
−ＳｉＣ及びＳｉ基板は熱的な応力を受ける。そして、
この応力を緩和させるために、スリップが温度の高い周
辺部から温度の低い中心部へ向かって導入される。スリ
ップは結晶の成長時間と共に基板の中心部へ向かって成
長し、やがて、基板全面に導入される。このスリップは
結晶欠陥として３Ｃ−ＳｉＣの電気特性を悪化させると
共に、Ｓｉ基板を除去して３Ｃ−ＳｉＣの単独膜を作製
する際にＳｉＣが細かく割れてしまうという悪影響を及
ぼす。
せるとＳｉと３Ｃ−ＳｉＣで熱膨張率、熱伝導率が異な
る。これら、基板の温度分布及び物性の違いにより３Ｃ
−ＳｉＣ及びＳｉ基板は熱的な応力を受ける。そして、
この応力を緩和させるために、スリップが温度の高い周
辺部から温度の低い中心部へ向かって導入される。スリ
ップは結晶の成長時間と共に基板の中心部へ向かって成
長し、やがて、基板全面に導入される。このスリップは
結晶欠陥として３Ｃ−ＳｉＣの電気特性を悪化させると
共に、Ｓｉ基板を除去して３Ｃ−ＳｉＣの単独膜を作製
する際にＳｉＣが細かく割れてしまうという悪影響を及
ぼす。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記問題を解決するため
に、本発明では、Ｓｉ基板の表面又は裏面に浅い溝を彫
ることで溝の部分で熱応力を緩和させ、また、発生した
スリップの進行をその溝で止めるようにした。
に、本発明では、Ｓｉ基板の表面又は裏面に浅い溝を彫
ることで溝の部分で熱応力を緩和させ、また、発生した
スリップの進行をその溝で止めるようにした。
【０００６】即ち、本発明は、化学気相成長法(ＣＶＤ
法)を用いた立方晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜
のＳｉ基板上への作成方法であって、溝を切ったＳｉ基
板を用いることにより基板上に成長させた３Ｃ−ＳｉＣ
に導入されるスリップを低減させる方法である。
法)を用いた立方晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜
のＳｉ基板上への作成方法であって、溝を切ったＳｉ基
板を用いることにより基板上に成長させた３Ｃ−ＳｉＣ
に導入されるスリップを低減させる方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では、予め基板の表面又は
裏面に格子状の溝を切った３インチＳｉ基板を使用し
た。
裏面に格子状の溝を切った３インチＳｉ基板を使用し
た。
【０００８】又、本発明の化学気相成長法(ＣＶＤ法)を
用いた立方晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜のＳｉ
基板上への作成方法においては、縦型減圧ＣＶＤ装置を
使用する。この装置では、縦型の反応管が使用され、原
料ガス及びキャリヤーガスが反応管の上部より供給さ
れ、そのガスの流れに対して垂直にＳｉ基板が配置され
ることにより、基板全面に同時にガスが供給されるため
に基板上での成長条件の変化が少なくなり、膜厚や結晶
性の分布が少なくなる。その結果、ガス流速を遅くする
ことができるので、成長条件の最高値の幅が広くなり大
面積の３Ｃ−ＳｉＣ単結晶を作製することができる。
用いた立方晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜のＳｉ
基板上への作成方法においては、縦型減圧ＣＶＤ装置を
使用する。この装置では、縦型の反応管が使用され、原
料ガス及びキャリヤーガスが反応管の上部より供給さ
れ、そのガスの流れに対して垂直にＳｉ基板が配置され
ることにより、基板全面に同時にガスが供給されるため
に基板上での成長条件の変化が少なくなり、膜厚や結晶
性の分布が少なくなる。その結果、ガス流速を遅くする
ことができるので、成長条件の最高値の幅が広くなり大
面積の３Ｃ−ＳｉＣ単結晶を作製することができる。
【０００９】
【実施例】図１に示すようなＳｉ基板を用いて３Ｃ−Ｓ
ｉＣを成長させた。Ｓｉ基板は厚さ７５０ミクロンで直
径３インチのものを使用した。この実施例では、基板表
面にダイシングマシーンで深さ１５０ミクロンの溝を１
ｃｍ間隔で格子状に切った例を示している。この基板上
に縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて３Ｃ−ＳｉＣを成長させ
た。成長条件は基板温度１３００℃、反応管内圧力１０
０Ｔｏｒｒ、水素ガス流量２０ｓｌｍ、プロパンガス流
量０．５６ｓｃｃｍ、シランガス流量０．５ｓｃｃｍで
行った。
ｉＣを成長させた。Ｓｉ基板は厚さ７５０ミクロンで直
径３インチのものを使用した。この実施例では、基板表
面にダイシングマシーンで深さ１５０ミクロンの溝を１
ｃｍ間隔で格子状に切った例を示している。この基板上
に縦型減圧ＣＶＤ装置を用いて３Ｃ−ＳｉＣを成長させ
た。成長条件は基板温度１３００℃、反応管内圧力１０
０Ｔｏｒｒ、水素ガス流量２０ｓｌｍ、プロパンガス流
量０．５６ｓｃｃｍ、シランガス流量０．５ｓｃｃｍで
行った。
【００１０】図２（ａ）、（ｂ）は，それぞれ、Ｓｉ基
板表面に溝を切っていない基板と溝を切った基板を用い
て作製したＳｉ基板上の３Ｃ−ＳｉＣの表面写真であ
る。図２（ａ）では基板の外周部からスリップが導入さ
れているのに対し、図２（ｂ）ではスリップが導入され
ていない結晶が得られた。
板表面に溝を切っていない基板と溝を切った基板を用い
て作製したＳｉ基板上の３Ｃ−ＳｉＣの表面写真であ
る。図２（ａ）では基板の外周部からスリップが導入さ
れているのに対し、図２（ｂ）ではスリップが導入され
ていない結晶が得られた。
【００１１】即ち、（ａ）は、表面に溝を切らなかった
Ｓｉ基板を用いて作製した３Ｃ−ＳｉＣである。写真上
部に見える基板の外周部から伸びている白い線が熱的な
応力により導入されたスリップである。（ｂ）は、表面
に1cm間隔で深さ１５０ミクロンの溝を格子状に切った
Ｓｉ基板を用いて作製した３Ｃ−ＳｉＣである。なお、
基板上に形成された結晶表面は鏡面状態にあるので、図
２（ａ）及び（ｂ）における白い部分は蛍光灯が表面に
写っている状態を示している。
Ｓｉ基板を用いて作製した３Ｃ−ＳｉＣである。写真上
部に見える基板の外周部から伸びている白い線が熱的な
応力により導入されたスリップである。（ｂ）は、表面
に1cm間隔で深さ１５０ミクロンの溝を格子状に切った
Ｓｉ基板を用いて作製した３Ｃ−ＳｉＣである。なお、
基板上に形成された結晶表面は鏡面状態にあるので、図
２（ａ）及び（ｂ）における白い部分は蛍光灯が表面に
写っている状態を示している。
【００１２】
【発明の効果】以上の結果から、本発明により、Ｓｉ基
板上に作製した３Ｃ−ＳｉＣに導入されるスリップを低
減させることができた。
板上に作製した３Ｃ−ＳｉＣに導入されるスリップを低
減させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 １ｃｍ間隔で深さ１５０ミクロンの溝を表面
に格子状に切ったＳｉ基板を示す図である。
に格子状に切ったＳｉ基板を示す図である。
【図２】 Ｓｉ基板上に製作した３Ｃ−ＳｉＣの図であ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE08 DB04 DB07 DB15 ED04 ED06 4K030 AA06 AA10 AA17 BA37 CA04 CA11 CA12 DA02 FA10 GA02
Claims (2)
- 【請求項１】 化学気相成長法(ＣＶＤ法)を用いた立方
晶炭化珪素(３Ｃ−ＳｉＣ)単結晶薄膜のＳｉ基板上への
作成方法であって、Ｓｉ基板の表面又は裏面に溝を切っ
たものを用いることにより基板上に成長させた３Ｃ−Ｓ
ｉＣに導入されるスリップを低減させる方法。 - 【請求項２】 Ｓｉ基板として３インチ基板を使用する
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154317A JP2001335934A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 立方晶炭化珪素単結晶薄膜におけるスリップの低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000154317A JP2001335934A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 立方晶炭化珪素単結晶薄膜におけるスリップの低減方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001335934A true JP2001335934A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18659430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000154317A Pending JP2001335934A (ja) | 2000-05-25 | 2000-05-25 | 立方晶炭化珪素単結晶薄膜におけるスリップの低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001335934A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069657A1 (fr) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Centre National De La Recherche Scientifique | Procede de formation de couche de carbure de silicium ou de nitrure d'element iii sur un substrat adapte |
| JP2015162669A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 無欠陥領域を有するエピタキシャル膜を基板上に形成する方法及び無欠陥領域を有するエピタキシャル膜付き基板 |
| JP2016044115A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-04 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素エピタキシャルウエハ、炭化珪素半導体装置および炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法 |
-
2000
- 2000-05-25 JP JP2000154317A patent/JP2001335934A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003069657A1 (fr) * | 2002-02-15 | 2003-08-21 | Centre National De La Recherche Scientifique | Procede de formation de couche de carbure de silicium ou de nitrure d'element iii sur un substrat adapte |
| FR2836159A1 (fr) * | 2002-02-15 | 2003-08-22 | Centre Nat Rech Scient | Procede de formation de couche de carbure de silicium ou de nitrure d'element iii sur un substrat adapte |
| JP2015162669A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 無欠陥領域を有するエピタキシャル膜を基板上に形成する方法及び無欠陥領域を有するエピタキシャル膜付き基板 |
| JP2016044115A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-04 | 三菱電機株式会社 | 炭化珪素エピタキシャルウエハ、炭化珪素半導体装置および炭化珪素エピタキシャルウエハの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060223 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090723 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20091118 |