JP2002053395A - α−ＳｉＣウェハの製造方法 - Google Patents
α−ＳｉＣウェハの製造方法Info
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- JP2002053395A JP2002053395A JP2001157668A JP2001157668A JP2002053395A JP 2002053395 A JP2002053395 A JP 2002053395A JP 2001157668 A JP2001157668 A JP 2001157668A JP 2001157668 A JP2001157668 A JP 2001157668A JP 2002053395 A JP2002053395 A JP 2002053395A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高価で入手困難な種結晶基板を用いることな
く、α−ＳｉＣ結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に
多量に製造することが出来るα−ＳｉＣウェハの製造方
法を提供する。 【解決手段】 ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板
上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法である。α−Ｓｉ
Ｃ結晶を成長させる方法は、ＣＶＤ法により作製したβ
−ＳｉＣ多結晶体を基板として用い、この基板上にウェ
ハ最終厚みより１００μｍないし５００μｍ厚くα−Ｓ
ｉＣを成長る。その後に、成長させたバルク層を切断す
ることなくα−ＳｉＣ相のウェハを製造する。
く、α−ＳｉＣ結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に
多量に製造することが出来るα−ＳｉＣウェハの製造方
法を提供する。 【解決手段】 ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板
上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法である。α−Ｓｉ
Ｃ結晶を成長させる方法は、ＣＶＤ法により作製したβ
−ＳｉＣ多結晶体を基板として用い、この基板上にウェ
ハ最終厚みより１００μｍないし５００μｍ厚くα−Ｓ
ｉＣを成長る。その後に、成長させたバルク層を切断す
ることなくα−ＳｉＣ相のウェハを製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、α−ＳｉＣウェハ
の製造方法に係り、特に、高品質のα−ＳｉＣウェハを
大面積に、安定に、かつ、低コストに工業的に製造する
ことができるα−ＳｉＣウェハの製造方法に関する。
の製造方法に係り、特に、高品質のα−ＳｉＣウェハを
大面積に、安定に、かつ、低コストに工業的に製造する
ことができるα−ＳｉＣウェハの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣは熱的、化学的に強く、耐放射性
に優れているので、過酷な環境下で使用できるデバイス
として、その実用化が期待されている。また、禁制帯幅
が大きく、不純物の添加によってｐ型とｎ型の制御が容
易にできるので、可視発光デバイス材料としても有用で
ある。
に優れているので、過酷な環境下で使用できるデバイス
として、その実用化が期待されている。また、禁制帯幅
が大きく、不純物の添加によってｐ型とｎ型の制御が容
易にできるので、可視発光デバイス材料としても有用で
ある。
【０００３】このようなＳｉＣは有望な半導体材料であ
るが、まだその市場性は十分に成長していない。これ
は、ＳｉＣの結晶成長が困難であり、大面積ウェハの製
造技術が確立していないことに一因がある。従来α−Ｓ
ｉＣ結晶の製造方法としては、（１）アチソン法、
（２）気相エピタキシャル法、（３）昇華法、並びに
（４）改良型昇華法が知られている。（１）のアチソン
法は、珪石とコークスの混合物を２３００℃以上で加熱
して結晶を析出させるものである。（２）の気相エピタ
キシャル法は、ＣＶＤ（ChemicalVapor Deposition）
法で１５００℃〜１８００℃の温度領域でα−ＳｉＣ基
板上にエピタキシャル成長させる。また、（３）の昇華
法は、黒鉛坩堝内で原料のＳｉＣ粉末を昇華させて、坩
堝内の低温部に析出させる方法である。更に、（４）の
改良型昇華法は、黒鉛坩堝上部の低温部にＳｉＣ基板を
置き、Ａｒ減圧下でこの基板上にＳｉＣ結晶を成長させ
る方法である。
るが、まだその市場性は十分に成長していない。これ
は、ＳｉＣの結晶成長が困難であり、大面積ウェハの製
造技術が確立していないことに一因がある。従来α−Ｓ
ｉＣ結晶の製造方法としては、（１）アチソン法、
（２）気相エピタキシャル法、（３）昇華法、並びに
（４）改良型昇華法が知られている。（１）のアチソン
法は、珪石とコークスの混合物を２３００℃以上で加熱
して結晶を析出させるものである。（２）の気相エピタ
キシャル法は、ＣＶＤ（ChemicalVapor Deposition）
法で１５００℃〜１８００℃の温度領域でα−ＳｉＣ基
板上にエピタキシャル成長させる。また、（３）の昇華
法は、黒鉛坩堝内で原料のＳｉＣ粉末を昇華させて、坩
堝内の低温部に析出させる方法である。更に、（４）の
改良型昇華法は、黒鉛坩堝上部の低温部にＳｉＣ基板を
置き、Ａｒ減圧下でこの基板上にＳｉＣ結晶を成長させ
る方法である。
【０００４】ＳｉＣウェハを製造する方法としては、そ
のＳｉＣ成長速度、成長層の品質などの理由により
（４）の改良型昇華法が広く採用されている。
のＳｉＣ成長速度、成長層の品質などの理由により
（４）の改良型昇華法が広く採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
改良型昇華法を用いて大面積のα−ＳｉＣ結晶を成長さ
せるには、上述したアチソン法で作製した小さな種結晶
を用いて、ＳｉＣの成長を繰り返し、徐々に大面積化さ
せなくてはならない。この工程に莫大な時間を要する。
このために工程が少なくて多量に生産できるα−ＳｉＣ
の製造方法が望まれている。また、成長させたバルクＳ
ｉＣをウェハ状に加工するには、硬度の高いＳｉＣをダ
イヤモンド切断砥石などで切断する必要がある。本工程
は高品質の単結晶を得ることを可能とするが、莫大な製
造コストを必要とする。
改良型昇華法を用いて大面積のα−ＳｉＣ結晶を成長さ
せるには、上述したアチソン法で作製した小さな種結晶
を用いて、ＳｉＣの成長を繰り返し、徐々に大面積化さ
せなくてはならない。この工程に莫大な時間を要する。
このために工程が少なくて多量に生産できるα−ＳｉＣ
の製造方法が望まれている。また、成長させたバルクＳ
ｉＣをウェハ状に加工するには、硬度の高いＳｉＣをダ
イヤモンド切断砥石などで切断する必要がある。本工程
は高品質の単結晶を得ることを可能とするが、莫大な製
造コストを必要とする。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決し、高価
で入手困難な種結晶基板を用いることなく、α−ＳｉＣ
結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に製造することが
出来るα−ＳｉＣウェハの製造方法を提供することを目
的とする。
で入手困難な種結晶基板を用いることなく、α−ＳｉＣ
結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に製造することが
出来るα−ＳｉＣウェハの製造方法を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るα−ＳｉＣウェハの製造方法では、
ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板上にα−ＳｉＣ
結晶を成長させる方法において、ＣＶＤ法により作製し
たβ−ＳｉＣ結晶を基板として用い、この基板に前記Ｓ
ｉＣ粉末を対向配置させて加熱することにより、前記基
板上に略製品厚みまでα−ＳｉＣを成長させた後、前記
基板の一部または全てを除去してα−ＳｉＣ相のウェハ
を製造することを特徴とする。このときβ−ＳｉＣは単
結晶、多結晶のいずれでもよい。
めに、本発明に係るα−ＳｉＣウェハの製造方法では、
ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板上にα−ＳｉＣ
結晶を成長させる方法において、ＣＶＤ法により作製し
たβ−ＳｉＣ結晶を基板として用い、この基板に前記Ｓ
ｉＣ粉末を対向配置させて加熱することにより、前記基
板上に略製品厚みまでα−ＳｉＣを成長させた後、前記
基板の一部または全てを除去してα−ＳｉＣ相のウェハ
を製造することを特徴とする。このときβ−ＳｉＣは単
結晶、多結晶のいずれでもよい。
【０００８】また、ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、
基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法において、Ｃ
ＶＤ法により作製したβ−ＳｉＣ結晶を基板として用
い、この基板上にウェハ最終厚みより若干厚くα−Ｓｉ
Ｃを成長させた後、前記基板の一部または全てを除去し
て成長させたバルク層を切断することなくα−ＳｉＣ相
のウェハを製造するようにしてもよい。
基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法において、Ｃ
ＶＤ法により作製したβ−ＳｉＣ結晶を基板として用
い、この基板上にウェハ最終厚みより若干厚くα−Ｓｉ
Ｃを成長させた後、前記基板の一部または全てを除去し
て成長させたバルク層を切断することなくα−ＳｉＣ相
のウェハを製造するようにしてもよい。
【０００９】さらに、ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法によ
り、基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法におい
て、坩堝内にてＣＶＤ法により作製したβ−ＳｉＣ結晶
を基板として、この基板とＳｉＣ粉末原料との距離を近
接して配置したものを１ユニットとし、このユニットを
多段積層して加熱処理することにより複数枚の基板上に
α−ＳｉＣ相を製品厚み近傍まで成長させた後、前記基
板の一部または全てを除去することによりα−ＳｉＣの
ウェハを製造することを特徴とする。この場合におい
て、前記多段積層された複数ユニットを輻射チューブ内
に配置し、当該輻射チューブを誘導加熱コイルにより加
熱してチューブ内の積層ユニットを均一に加熱するよう
に構成することができる。また、前記多段積層された複
数ユニットを囲繞する外装坩堝内に配置し、当該外装坩
堝を誘導加熱コイルにより加熱してチューブ内の積層ユ
ニットを均一に加熱するようにしてもよい。更に、前記
多段積層された複数ユニットの上下周辺部に磁気シール
ドリングを挿入して前記誘導加熱コイルによる磁束が複
数ユニットの上下周辺部に集中しないようにして積層ユ
ニットを均一に加熱することも可能である。
り、基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法におい
て、坩堝内にてＣＶＤ法により作製したβ−ＳｉＣ結晶
を基板として、この基板とＳｉＣ粉末原料との距離を近
接して配置したものを１ユニットとし、このユニットを
多段積層して加熱処理することにより複数枚の基板上に
α−ＳｉＣ相を製品厚み近傍まで成長させた後、前記基
板の一部または全てを除去することによりα−ＳｉＣの
ウェハを製造することを特徴とする。この場合におい
て、前記多段積層された複数ユニットを輻射チューブ内
に配置し、当該輻射チューブを誘導加熱コイルにより加
熱してチューブ内の積層ユニットを均一に加熱するよう
に構成することができる。また、前記多段積層された複
数ユニットを囲繞する外装坩堝内に配置し、当該外装坩
堝を誘導加熱コイルにより加熱してチューブ内の積層ユ
ニットを均一に加熱するようにしてもよい。更に、前記
多段積層された複数ユニットの上下周辺部に磁気シール
ドリングを挿入して前記誘導加熱コイルによる磁束が複
数ユニットの上下周辺部に集中しないようにして積層ユ
ニットを均一に加熱することも可能である。
【００１０】
【作用】上記の製造方法において、α−ＳｉＣウェハの
製造方法は次のように行われる。先ず、ＳｉＣを成長さ
せる際に用いる基板は以下の通りである。 １）ＣＶＤ法により作製された基板であること。 ２）β−ＳｉＣよりなる単結晶、または多結晶基板であ
ること。
製造方法は次のように行われる。先ず、ＳｉＣを成長さ
せる際に用いる基板は以下の通りである。 １）ＣＶＤ法により作製された基板であること。 ２）β−ＳｉＣよりなる単結晶、または多結晶基板であ
ること。
【００１１】単結晶β−ＳｉＣはＳｉウェハ上にヘテロ
エピ成長させることにより、製造される。Ｓｉウェハは
大口径のものが市販されており、原理的には大口径の単
結晶β−ＳｉＣの製造は可能である。一方、多結晶β−
ＳｉＣは、ＣＶＤ法により製造した大口径のものが市販
されている。これらは結晶系３Ｃの準安定相β−ＳｉＣ
よりなる。これらを基板として、昇華再結晶法により、
α−ＳｉＣの成膜を行う。成長させる厚みは５００μｍ
程度である。成長後、その基板の一部または全てを研削
除去することにより、α−ＳｉＣウェハが得られる。た
だし、必ずしも完全に基板を除去する必要はない。
エピ成長させることにより、製造される。Ｓｉウェハは
大口径のものが市販されており、原理的には大口径の単
結晶β−ＳｉＣの製造は可能である。一方、多結晶β−
ＳｉＣは、ＣＶＤ法により製造した大口径のものが市販
されている。これらは結晶系３Ｃの準安定相β−ＳｉＣ
よりなる。これらを基板として、昇華再結晶法により、
α−ＳｉＣの成膜を行う。成長させる厚みは５００μｍ
程度である。成長後、その基板の一部または全てを研削
除去することにより、α−ＳｉＣウェハが得られる。た
だし、必ずしも完全に基板を除去する必要はない。
【００１２】また、多数枚ウェハの製造方法ではＳｉＣ
原料粉末と基板との１ユニットを多数組設置することに
より製造する。このとき原料と基板の距離は１ｍｍない
し２０ｍｍである。原料と基板からなる１ユニットの高
さは５ｍｍないし２５ｍｍであり、これを積層すること
により、一度の昇華熱処理で多数枚のウェハを製造でき
る。
原料粉末と基板との１ユニットを多数組設置することに
より製造する。このとき原料と基板の距離は１ｍｍない
し２０ｍｍである。原料と基板からなる１ユニットの高
さは５ｍｍないし２５ｍｍであり、これを積層すること
により、一度の昇華熱処理で多数枚のウェハを製造でき
る。
【００１３】これにより、多結晶β−ＳｉＣ基板上にα
−ＳｉＣ膜が成長する。一般に昇華再結晶法では、基板
温度が２０００℃以上となるため、β−ＳｉＣ相よりα
−ＳｉＣ相の方が熱力学的に安定である。また、成長層
だけでなく、基板表面もα相に変態すると考えられる。
−ＳｉＣ膜が成長する。一般に昇華再結晶法では、基板
温度が２０００℃以上となるため、β−ＳｉＣ相よりα
−ＳｉＣ相の方が熱力学的に安定である。また、成長層
だけでなく、基板表面もα相に変態すると考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るα−ＳｉＣウ
ェハの製造方法の好ましい実施の形態を添付図面に従っ
て詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係るα−
ＳｉＣウェハ製造装置１の側面断面図である。図１にお
いて、中央部に黒鉛坩堝１１が配置されている。黒鉛坩
堝１１は坩堝本体１３と蓋１５とにより形成されてい
る。坩堝本体１３内には、ＳｉＣ原料１７が収納されて
いる。蓋１５にはβ−ＳｉＣ基板１９が取り付けられて
いる。
ェハの製造方法の好ましい実施の形態を添付図面に従っ
て詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係るα−
ＳｉＣウェハ製造装置１の側面断面図である。図１にお
いて、中央部に黒鉛坩堝１１が配置されている。黒鉛坩
堝１１は坩堝本体１３と蓋１５とにより形成されてい
る。坩堝本体１３内には、ＳｉＣ原料１７が収納されて
いる。蓋１５にはβ−ＳｉＣ基板１９が取り付けられて
いる。
【００１５】黒鉛坩堝１１の外周はカーボン材よりなる
断熱材２１で包まれている。また、黒鉛坩堝１１は図示
しない高周波加熱炉にセットされている。高周波加熱炉
は、例えば、外側に高周波コイル２３が設置されるとと
もに、その内側には石英材料により作製された中空で二
重管よりなる石英製二重管２５が配置されている。石英
製二重管２５の間には、冷却水２７が流されている。高
周波加熱炉は、図示しない高周波発振器からの出力によ
り一定の温度となるように制御されている。このため
に、黒鉛坩堝１１は、その上部および下部の断熱材２１
の隙間からパイロメータ２９で黒鉛坩堝１１の表面が測
定され、高周波発振器の出力により高周波コイル２３が
制御されて一定温度に保たれている。
断熱材２１で包まれている。また、黒鉛坩堝１１は図示
しない高周波加熱炉にセットされている。高周波加熱炉
は、例えば、外側に高周波コイル２３が設置されるとと
もに、その内側には石英材料により作製された中空で二
重管よりなる石英製二重管２５が配置されている。石英
製二重管２５の間には、冷却水２７が流されている。高
周波加熱炉は、図示しない高周波発振器からの出力によ
り一定の温度となるように制御されている。このため
に、黒鉛坩堝１１は、その上部および下部の断熱材２１
の隙間からパイロメータ２９で黒鉛坩堝１１の表面が測
定され、高周波発振器の出力により高周波コイル２３が
制御されて一定温度に保たれている。
【００１６】この高周波加熱炉の加熱により、黒鉛坩堝
１１の内部のＳｉＣ原料１７およびβ−ＳｉＣ基板１９
が加熱されて、β−ＳｉＣ基板１９の表面にα−ＳｉＣ
相３１が蒸着してＳｉＣ３３が形成される。
１１の内部のＳｉＣ原料１７およびβ−ＳｉＣ基板１９
が加熱されて、β−ＳｉＣ基板１９の表面にα−ＳｉＣ
相３１が蒸着してＳｉＣ３３が形成される。
【００１７】
【実施例１】上記のα−ＳｉＣウェハ製造装置１を用い
て、表１に示す実験条件によりβ−ＳｉＣ基板１９の下
面１９ａにα−ＳｉＣ相３１が蒸着したＳｉＣ３３を製
造した。このとき、表１に示す条件で、特に、ＳｉＣ原
料１７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌａは２５ｍｍと
した。
て、表１に示す実験条件によりβ−ＳｉＣ基板１９の下
面１９ａにα−ＳｉＣ相３１が蒸着したＳｉＣ３３を製
造した。このとき、表１に示す条件で、特に、ＳｉＣ原
料１７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌａは２５ｍｍと
した。
【表１】
【００１８】この条件で実験を行った結果、図２に示す
ように、β−ＳｉＣ基板１９の上に、厚さＴａ＝５００
μｍの４Ｈ結晶のα−ＳｉＣ相３１が成長した。成長速
度は１．０ｍｍ／ｈであった。基板に単結晶を用いた場
合には、基板直径と同じサイズの単結晶が得られた。一
方、（１１１）配向したβ−ＳｉＣ多結晶基板を用いた
場合、基板上に成長した単結晶のサイズは約５ｍｍ径で
あった。得られた結晶の結晶系はラマン分光法にて、４
Ｈであることが確認された。その後、β−ＳｉＣ基板１
９を研削除去することにより、図３に示すように、４Ｈ
のα−ＳｉＣウェハ３５が得られた。この基板直径Ｄａ
＝５０ｍｍの４Ｈのα−ＳｉＣウェハ３５は、直径を任
意に制御して製造することにより、硬度の高いＳｉＣを
ダイヤモンド切断砥石などで切断する必要がなく、熱
的、化学的に強く、耐放射性に優れているので、過酷な
環境下で使用でき、工業的に安定したデバイスウェハが
得られる。
ように、β−ＳｉＣ基板１９の上に、厚さＴａ＝５００
μｍの４Ｈ結晶のα−ＳｉＣ相３１が成長した。成長速
度は１．０ｍｍ／ｈであった。基板に単結晶を用いた場
合には、基板直径と同じサイズの単結晶が得られた。一
方、（１１１）配向したβ−ＳｉＣ多結晶基板を用いた
場合、基板上に成長した単結晶のサイズは約５ｍｍ径で
あった。得られた結晶の結晶系はラマン分光法にて、４
Ｈであることが確認された。その後、β−ＳｉＣ基板１
９を研削除去することにより、図３に示すように、４Ｈ
のα−ＳｉＣウェハ３５が得られた。この基板直径Ｄａ
＝５０ｍｍの４Ｈのα−ＳｉＣウェハ３５は、直径を任
意に制御して製造することにより、硬度の高いＳｉＣを
ダイヤモンド切断砥石などで切断する必要がなく、熱
的、化学的に強く、耐放射性に優れているので、過酷な
環境下で使用でき、工業的に安定したデバイスウェハが
得られる。
【００１９】
【実施例２】上記の高周波加熱炉を用いるとともに、図
４に示すようなα−ＳｉＣウェハ多段製造装置３を用い
て、表２に示す実験条件により、実施例１と同様に、β
−ＳｉＣ基板１９の下面１９ａにα−ＳｉＣ相３１が蒸
着したＳｉＣ３３を製造した。α−ＳｉＣウェハ多段製
造装置３は、実施例１と同様に、黒鉛坩堝１１を用いる
とともに、その黒鉛坩堝１１をユニットとして、これを
第1ユニット１１ａ、第２ユニット１１ｂ、第３ユニッ
ト１１ｃ、……（本実施例では６段）のように複数段に
重ねて昇華再結晶法によるＳｉＣ膜の成長実験を行っ
た。実験条件は表２に示す条件で、特に、ＳｉＣ原料１
７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌｂは２ｍｍとした。
この距離Ｌｂが小さいため、ＳｉＣ原料１７とβ−Ｓｉ
Ｃ基板１９との温度差が小さくなり、結果的に成長速度
は小さくなるが、複数の緻密なα−ＳｉＣ相３１が得ら
れた。
４に示すようなα−ＳｉＣウェハ多段製造装置３を用い
て、表２に示す実験条件により、実施例１と同様に、β
−ＳｉＣ基板１９の下面１９ａにα−ＳｉＣ相３１が蒸
着したＳｉＣ３３を製造した。α−ＳｉＣウェハ多段製
造装置３は、実施例１と同様に、黒鉛坩堝１１を用いる
とともに、その黒鉛坩堝１１をユニットとして、これを
第1ユニット１１ａ、第２ユニット１１ｂ、第３ユニッ
ト１１ｃ、……（本実施例では６段）のように複数段に
重ねて昇華再結晶法によるＳｉＣ膜の成長実験を行っ
た。実験条件は表２に示す条件で、特に、ＳｉＣ原料１
７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌｂは２ｍｍとした。
この距離Ｌｂが小さいため、ＳｉＣ原料１７とβ−Ｓｉ
Ｃ基板１９との温度差が小さくなり、結果的に成長速度
は小さくなるが、複数の緻密なα−ＳｉＣ相３１が得ら
れた。
【表２】
【００２０】この条件で実験を行った結果、実施例１と
同様に、各黒鉛坩堝１１の内部に貼り付けられたβ−Ｓ
ｉＣ基板１９の上に、厚さＴａ＝５００μｍの４Ｈ結晶
のα−ＳｉＣ相３１が成長した。基板に単結晶を用いた
場合には、基板直径と同じサイズの単結晶が得られた。
一方、多結晶基板を用いた場合、基板上に成長した単結
晶のサイズは約５ｍｍ径であった。ラマン分光分析の結
果、結晶性の良い４Ｈ単結晶であることが確認された。
得られたα−ＳｉＣ相３１の結晶多形、単結晶径、成膜
速度は６枚の試料とも同じであった。その後、β−Ｓｉ
Ｃ基板１９を研削除去することにより、４Ｈのα−Ｓｉ
Ｃウェハ３５が得られた。
同様に、各黒鉛坩堝１１の内部に貼り付けられたβ−Ｓ
ｉＣ基板１９の上に、厚さＴａ＝５００μｍの４Ｈ結晶
のα−ＳｉＣ相３１が成長した。基板に単結晶を用いた
場合には、基板直径と同じサイズの単結晶が得られた。
一方、多結晶基板を用いた場合、基板上に成長した単結
晶のサイズは約５ｍｍ径であった。ラマン分光分析の結
果、結晶性の良い４Ｈ単結晶であることが確認された。
得られたα−ＳｉＣ相３１の結晶多形、単結晶径、成膜
速度は６枚の試料とも同じであった。その後、β−Ｓｉ
Ｃ基板１９を研削除去することにより、４Ｈのα−Ｓｉ
Ｃウェハ３５が得られた。
【００２１】また、上記において、黒鉛坩堝１１を多段
に重ねて昇華再結晶法によりＳｉＣ膜を成長させる場合
に、ＳｉＣ原料１７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌａ
は２ｍｍ以上とすることにより、すなわち距離を大きく
して温度差をつけるようにすることで成長時間を短縮す
ることができ、従来に比べて多量に安価に製造すること
ができる。また、ＳｉＣ膜を成長する製造工程は主に、
（１）成長開始する前の処理、（２）成長、（３）冷却
の３工程よりなっている。このうち、（１）及び（３）
の各工程は、最低でも約１時間程度を要しているが、一
度に多数段積層して多くの枚数を処理することにより、
１枚当たりの製造工数を大幅に短縮でき、製造効率の向
上を図ることができる。
に重ねて昇華再結晶法によりＳｉＣ膜を成長させる場合
に、ＳｉＣ原料１７とβ−ＳｉＣ基板１９との距離Ｌａ
は２ｍｍ以上とすることにより、すなわち距離を大きく
して温度差をつけるようにすることで成長時間を短縮す
ることができ、従来に比べて多量に安価に製造すること
ができる。また、ＳｉＣ膜を成長する製造工程は主に、
（１）成長開始する前の処理、（２）成長、（３）冷却
の３工程よりなっている。このうち、（１）及び（３）
の各工程は、最低でも約１時間程度を要しているが、一
度に多数段積層して多くの枚数を処理することにより、
１枚当たりの製造工数を大幅に短縮でき、製造効率の向
上を図ることができる。
【００２２】ところで、坩堝１１内にＳｉＣ原料１７と
β−ＳｉＣ基板１９と近接した状態で対向配置させてな
るユニットを複数積層した積層ユニットを用いて昇華再
結晶法によりＳｉＣ膜を成長させる場合には、各坩堝ユ
ニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、……からなる積層ユニ
ットが全体として均一に加熱させる必要がある。図５〜
７に均一加熱をなすための第２〜第４実施例に係るα−
ＳｉＣウェハ多段製造装置３Ａ〜３Ｃを示す。
β−ＳｉＣ基板１９と近接した状態で対向配置させてな
るユニットを複数積層した積層ユニットを用いて昇華再
結晶法によりＳｉＣ膜を成長させる場合には、各坩堝ユ
ニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、……からなる積層ユニ
ットが全体として均一に加熱させる必要がある。図５〜
７に均一加熱をなすための第２〜第４実施例に係るα−
ＳｉＣウェハ多段製造装置３Ａ〜３Ｃを示す。
【００２３】図５に示した装置３Ａは積層ユニット１１
Ｕ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、……）の周囲を黒鉛から
なる輻射チューブ４０で囲繞した構成としたチューブシ
ールドタイプとしてものである。誘導加熱コイル２３の
高さを十分大きく採らないと積層ユニット１１Ｕの上下
面の周縁部に磁束が集中して局部的に加熱されてしま
う。そこで、積層ユニット１１Ｕの高さより高いチュー
ブ４０を黒鉛により作成しておき、この内部に積層ユニ
ット１１Ｕを収容し、上下部分を断熱材２１によって蓋
をするようにしている。チューブ４０の厚さは誘導加熱
コイル２３の誘導電流が入る深さとほぼ同等としてお
く。もちろん積層ユニット１１Ｕ内面と積層ユニット１
１Ｕの側面部分との間に空間をおき、輻射加熱が行われ
るように設定しておく。このように構成することによっ
て、輻射チューブ４０が無い場合と比較すると、積層ユ
ニット１１Ｕは上下方向で均一な温度分布が得られる。
Ｕ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、……）の周囲を黒鉛から
なる輻射チューブ４０で囲繞した構成としたチューブシ
ールドタイプとしてものである。誘導加熱コイル２３の
高さを十分大きく採らないと積層ユニット１１Ｕの上下
面の周縁部に磁束が集中して局部的に加熱されてしま
う。そこで、積層ユニット１１Ｕの高さより高いチュー
ブ４０を黒鉛により作成しておき、この内部に積層ユニ
ット１１Ｕを収容し、上下部分を断熱材２１によって蓋
をするようにしている。チューブ４０の厚さは誘導加熱
コイル２３の誘導電流が入る深さとほぼ同等としてお
く。もちろん積層ユニット１１Ｕ内面と積層ユニット１
１Ｕの側面部分との間に空間をおき、輻射加熱が行われ
るように設定しておく。このように構成することによっ
て、輻射チューブ４０が無い場合と比較すると、積層ユ
ニット１１Ｕは上下方向で均一な温度分布が得られる。
【００２４】次に、図６に示した装置３Ｂは、積層ユニ
ット１１Ｕの全体を一定のギャップが形成されるように
収容する黒鉛製外側坩堝５０を設けたもので、いわゆる
二重坩堝型として構成したものである。そして、外側坩
堝５０の全周を断熱材２１で囲繞している。誘導加熱コ
イル２３による加熱対象を外側坩堝５０とするように設
定し、外側坩堝５０からの輻射熱で内部の積層ユニット
１１Ｕの全体を加熱するようにしている。外側坩堝５０
が無い場合と比較して、積層ユニット１１Ｕの上下方向
に均一な温度分布が得られる。
ット１１Ｕの全体を一定のギャップが形成されるように
収容する黒鉛製外側坩堝５０を設けたもので、いわゆる
二重坩堝型として構成したものである。そして、外側坩
堝５０の全周を断熱材２１で囲繞している。誘導加熱コ
イル２３による加熱対象を外側坩堝５０とするように設
定し、外側坩堝５０からの輻射熱で内部の積層ユニット
１１Ｕの全体を加熱するようにしている。外側坩堝５０
が無い場合と比較して、積層ユニット１１Ｕの上下方向
に均一な温度分布が得られる。
【００２５】更に、図７に示した装置３Ｃは、積層ユニ
ット１１Ｕの上下面周縁に誘導加熱コイル２３による磁
束が集中して局部的に高温となることを防止するため
に、磁気シールドリング６０を積層ユニット１１Ｕの上
下面周縁に位置するように配置して構成したものであ
る。いわゆる磁気シールド型である。この例では誘導加
熱コイル２３の高さを積層ユニット１１Ｕに近くして
も、磁束が磁気シールドリングに集中し、積層ユニット
１１Ｕのコーナ部分に集中することが抑制される。これ
により積層ユニット１１Ｕへの加熱を上下方向で均一化
することができ、生産歩留まりを向上して生産性を上げ
ることができる。
ット１１Ｕの上下面周縁に誘導加熱コイル２３による磁
束が集中して局部的に高温となることを防止するため
に、磁気シールドリング６０を積層ユニット１１Ｕの上
下面周縁に位置するように配置して構成したものであ
る。いわゆる磁気シールド型である。この例では誘導加
熱コイル２３の高さを積層ユニット１１Ｕに近くして
も、磁束が磁気シールドリングに集中し、積層ユニット
１１Ｕのコーナ部分に集中することが抑制される。これ
により積層ユニット１１Ｕへの加熱を上下方向で均一化
することができ、生産歩留まりを向上して生産性を上げ
ることができる。
【００２６】以上説明したように、実施形態によれば、
ＣＶＤ法により作製されたβ−ＳｉＣウェハが用いら
れ、その表面に５００ミクロン以下の厚さにα−ＳｉＣ
相を蒸着してＳｉＣウェハを製造する。このＳｉＣウェ
ハはβ−ＳｉＣ基板の一部または全てを研削除去するこ
とにより直接α−ＳｉＣウェハを製造することとなり、
従来の厚肉になるまで成長させたバルク層を切断してα
−ＳｉＣ相のウェハを製造するような高コストの製造工
程を経ることが不要となるため、従来に比べて安価にα
−ＳｉＣウェハを工業ベースで製造することができる。
ＣＶＤ法により作製されたβ−ＳｉＣウェハが用いら
れ、その表面に５００ミクロン以下の厚さにα−ＳｉＣ
相を蒸着してＳｉＣウェハを製造する。このＳｉＣウェ
ハはβ−ＳｉＣ基板の一部または全てを研削除去するこ
とにより直接α−ＳｉＣウェハを製造することとなり、
従来の厚肉になるまで成長させたバルク層を切断してα
−ＳｉＣ相のウェハを製造するような高コストの製造工
程を経ることが不要となるため、従来に比べて安価にα
−ＳｉＣウェハを工業ベースで製造することができる。
【００２７】また、ＳｉＣ粉末原料と基板との距離を近
接して配置して坩堝内に収容し、これを１ユニットとし
て、このユニットを複数段に重ねて積層して加熱するよ
うにしたことにより、α−ＳｉＣウェハを多量に安価に
製造することができ、生産ベースにのせることができ
る。
接して配置して坩堝内に収容し、これを１ユニットとし
て、このユニットを複数段に重ねて積層して加熱するよ
うにしたことにより、α−ＳｉＣウェハを多量に安価に
製造することができ、生産ベースにのせることができ
る。
【００２８】
【発明の効果】このように本発明によれば、ＳｉＣ粉末
の昇華再結晶法により、基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長
させる方法において、ＣＶＤ法により作製したβ−Ｓｉ
Ｃ結晶を基板として用い、この基板に前記ＳｉＣ粉末を
対向配置させて加熱することにより、前記基板上に略製
品厚みまでα−ＳｉＣを成長させた後、前記基板の一部
または全てを除去してα−ＳｉＣ相のウェハを製造する
ようにし、また、坩堝内にてＣＶＤ法により作製したβ
−ＳｉＣ結晶を基板として、この基板とＳｉＣ粉末原料
との距離を近接して配置したものを１ユニットとし、こ
のユニットを多段積層して加熱処理することにより複数
枚の基板上にα−ＳｉＣ相を製品厚み近傍まで成長させ
た後、前記基板の一部または全てを除去することにより
α−ＳｉＣのウェハを製造するように構成したので、高
価で入手困難な種結晶基板を用いることなく、α−Ｓｉ
Ｃ結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に製造すること
ができる効果が得られる。
の昇華再結晶法により、基板上にα−ＳｉＣ結晶を成長
させる方法において、ＣＶＤ法により作製したβ−Ｓｉ
Ｃ結晶を基板として用い、この基板に前記ＳｉＣ粉末を
対向配置させて加熱することにより、前記基板上に略製
品厚みまでα−ＳｉＣを成長させた後、前記基板の一部
または全てを除去してα−ＳｉＣ相のウェハを製造する
ようにし、また、坩堝内にてＣＶＤ法により作製したβ
−ＳｉＣ結晶を基板として、この基板とＳｉＣ粉末原料
との距離を近接して配置したものを１ユニットとし、こ
のユニットを多段積層して加熱処理することにより複数
枚の基板上にα−ＳｉＣ相を製品厚み近傍まで成長させ
た後、前記基板の一部または全てを除去することにより
α−ＳｉＣのウェハを製造するように構成したので、高
価で入手困難な種結晶基板を用いることなく、α−Ｓｉ
Ｃ結晶を安定に、再現性よく、かつ安価に製造すること
ができる効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る製造方法を実施
するためのα−ＳｉＣウェハ製造装置の側面断面図であ
る。
するためのα−ＳｉＣウェハ製造装置の側面断面図であ
る。
【図２】本発明に係る方法により製造されたＳｉＣウェ
ハの側面断面図である。
ハの側面断面図である。
【図３】本発明に係る方法により製造されたα−ＳｉＣ
ウェハの側面断面図である。
ウェハの側面断面図である。
【図４】本発明に係る製造方法を実施するためのα−Ｓ
ｉＣウェハ多段製造装置の断面図である。
ｉＣウェハ多段製造装置の断面図である。
【図５】α−ＳｉＣウェハ多段製造装置の第２の実施形
態に係る断面図である。
態に係る断面図である。
【図６】α−ＳｉＣウェハ多段製造装置の第３の実施形
態に係る断面図である。
態に係る断面図である。
【図７】α−ＳｉＣウェハ多段製造装置の第４の実施形
態に係る断面図である。
態に係る断面図である。
１………α−ＳｉＣウェハ製造装置、３、３Ａ、３Ｂ、
３Ｃ………α−ＳｉＣウェハ多段製造装置、１１………
黒鉛坩堝、１１Ｕ………積層ユニット、１３………坩堝
本体、１５………蓋、１７………ＳｉＣ原料、１９……
…β−ＳｉＣ基板、２１………断熱材、２３………高周
波コイル、２５………石英製二重管、３１………α−Ｓ
ｉＣ相、３３………ＳｉＣ、３５………α−ＳｉＣウェ
ハ
３Ｃ………α−ＳｉＣウェハ多段製造装置、１１………
黒鉛坩堝、１１Ｕ………積層ユニット、１３………坩堝
本体、１５………蓋、１７………ＳｉＣ原料、１９……
…β−ＳｉＣ基板、２１………断熱材、２３………高周
波コイル、２５………石英製二重管、３１………α−Ｓ
ｉＣ相、３３………ＳｉＣ、３５………α−ＳｉＣウェ
ハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G046 MA14 MB03 MC00 4G077 AA02 BE08 DA18 ED06 EG03 EG15 EG25 EJ03 SA01 SA12
Claims (6)
- 【請求項１】 ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板
上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法において、ＣＶＤ
法により作製したβ−ＳｉＣ結晶を基板として用い、こ
の基板に前記ＳｉＣ粉末を対向配置させて加熱すること
により、前記基板上に略製品厚みまでα−ＳｉＣを成長
させた後、前記基板の一部または全てを除去してα−Ｓ
ｉＣ相のウェハを製造することを特徴とするα−ＳｉＣ
ウェハの製造方法。 - 【請求項２】 ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板
上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法において、ＣＶＤ
法により作製したβ−ＳｉＣ結晶を基板として用い、こ
の基板上にウェハ最終厚みより若干厚くα−ＳｉＣを成
長させた後、前記基板の一部または全てを除去して成長
させたバルク層を切断することなくα−ＳｉＣ相のウェ
ハを製造することを特徴とするα−ＳｉＣウェハの製造
方法。 - 【請求項３】 ＳｉＣ粉末の昇華再結晶法により、基板
上にα−ＳｉＣ結晶を成長させる方法において、坩堝内
にてＣＶＤ法により作製したβ−ＳｉＣ結晶を基板とし
て、この基板とＳｉＣ粉末原料との距離を近接して配置
したものを１ユニットとし、このユニットを多段積層し
て加熱処理することにより複数枚の基板上にα−ＳｉＣ
相を製品厚み近傍まで成長させた後、前記基板の一部ま
たは全てを除去することによりα−ＳｉＣのウェハを製
造することを特徴とするα−ＳｉＣウェハの製造方法。 - 【請求項４】 前記多段積層された複数ユニットを輻射
チューブ内に配置し、当該輻射チューブを誘導加熱コイ
ルにより加熱してチューブ内の積層ユニットを均一に加
熱するようにしてなることを特徴とする請求項３に記載
のα−ＳｉＣウェハの製造方法。 - 【請求項５】 前記多段積層された複数ユニットを囲繞
する外装坩堝内に配置し、当該外装坩堝を誘導加熱コイ
ルにより加熱してチューブ内の積層ユニットを均一に加
熱するようにしてなることを特徴とする請求項３に記載
のα−ＳｉＣウェハの製造方法。 - 【請求項６】 前記多段積層された複数ユニットの上下
周辺部に磁気シールドリングを挿入して前記誘導加熱コ
イルによる磁束が複数ユニットの上下周辺部に集中しな
いようにして積層ユニットを均一に加熱するようにして
なることを特徴とする請求項３に記載のα−ＳｉＣウェ
ハの製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001157668A JP4216491B2 (ja) | 2000-06-01 | 2001-05-25 | α−ＳｉＣウェハの製造方法 |
| TW091109927A TW583354B (en) | 2001-05-25 | 2002-05-13 | Method for producing amorphous SiC wafer |
| KR1020037014434A KR100827588B1 (ko) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | α-ＳｉＣ 웨이퍼의 제조 방법 |
| EP02726485A EP1404904B1 (en) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | Production method of alpha-sic wafer |
| DE60234925T DE60234925D1 (de) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | Verfahren zur herstellung eines alpha-sic-wafers |
| US10/478,649 US6995036B2 (en) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | Production method of α-SiC wafer |
| PCT/JP2002/005040 WO2002097174A1 (en) | 2001-05-25 | 2002-05-24 | PRODUCTION METHOD OF α-SIC WAFER |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-164339 | 2000-06-01 | ||
| JP2000164339 | 2000-06-01 | ||
| JP2001157668A JP4216491B2 (ja) | 2000-06-01 | 2001-05-25 | α−ＳｉＣウェハの製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002053395A true JP2002053395A (ja) | 2002-02-19 |
| JP2002053395A5 JP2002053395A5 (ja) | 2008-11-13 |
| JP4216491B2 JP4216491B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=26593153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001157668A Expired - Lifetime JP4216491B2 (ja) | 2000-06-01 | 2001-05-25 | α−ＳｉＣウェハの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4216491B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003024876A2 (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-27 | Phoenix Scientific Corporation | Process and apparatus for silicon boat, silicon tubing and other silicon based member fabrication |
| WO2008056761A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Bridgestone Corporation | Procédé de fabrication d'un monocristal de carbure de silicium |
| CN106948001A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-14 | 电子科技大学 | 一种瓶颈式反应管及高通量二维单晶炉装置 |
| CN110217796A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-10 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种高纯碳化硅粉及其制备方法 |
| KR20200008868A (ko) * | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 주식회사 마스터 | 포커스 링, 그 제조 방법, 및 기판 처리 장치 |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001157668A patent/JP4216491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003024876A2 (en) * | 2001-09-19 | 2003-03-27 | Phoenix Scientific Corporation | Process and apparatus for silicon boat, silicon tubing and other silicon based member fabrication |
| WO2003024876A3 (en) * | 2001-09-19 | 2003-05-22 | Phoenix Scient Corp | Process and apparatus for silicon boat, silicon tubing and other silicon based member fabrication |
| WO2008056761A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Bridgestone Corporation | Procédé de fabrication d'un monocristal de carbure de silicium |
| CN106948001A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-14 | 电子科技大学 | 一种瓶颈式反应管及高通量二维单晶炉装置 |
| CN106948001B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-06-21 | 电子科技大学 | 一种瓶颈式反应管及高通量二维单晶炉装置 |
| KR20200008868A (ko) * | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 주식회사 마스터 | 포커스 링, 그 제조 방법, 및 기판 처리 장치 |
| KR102159224B1 (ko) * | 2018-07-17 | 2020-09-23 | 주식회사 마스터 | 포커스 링, 그 제조 방법, 및 기판 처리 장치 |
| CN110217796A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-10 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种高纯碳化硅粉及其制备方法 |
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|---|---|
| JP4216491B2 (ja) | 2009-01-28 |
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