JP2002069621A - 炭化ケイ素膜の形成方法 - Google Patents

炭化ケイ素膜の形成方法

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JP2002069621A JP2000254885A JP2000254885A JP2002069621A JP 2002069621 A JP2002069621 A JP 2002069621A JP 2000254885 A JP2000254885 A JP 2000254885A JP 2000254885 A JP2000254885 A JP 2000254885A JP 2002069621 A JP2002069621 A JP 2002069621A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温プロセスで、簡単にかつ再現性良く
結晶構造の異なるSiC膜を形成する方法の提供。 【解決手段】 低エネルギーイオンビーム照射装置を用
い、メチルシラン又はジメチルシランを励起してプラズ
マを生成し、プラズマ分解し、電離されたメチルシリレ
ンイオン、メチルシリセニウムイオン又はメチルシラン
イオンを含むイオン種を得、イオンビーム入射電圧を
0.1eV以上で100eV未満のエネルギーに設定す
るように印加した状態に維持しながら、該電離されたイ
オンのみを偏向し、この偏向されたイオンのビームを基
板上に照射し、750℃以下の成膜温度で、基板上に4
H型もしくは3C型の結晶構造又はそれらの混晶構造を
有するSiC膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、低エネルギーイオ
ンビーム照射装置を用いる炭化ケイ素膜の形成方法に関
し、この方法は、基板上に薄膜を形成する産業分野、例
えば発光ダイオード(LED)、磁気ディスク、半導体レ
ーザ等の分野で利用できる。
【0002】
【従来の技術】従来の炭化ケイ素(SiC)膜の形成方
法を実施するための成膜装置の概略の構成を図1に示
す。成膜室1に、この成膜室を排気するための高真空ポ
ンプ2が仕切バルブ3を介して取り付けられ、さらに成
膜室1と仕切バルブ3との間にコンダクタンスバルブ4
が取り付けられている。成膜室1内には、SiC膜を形
成するための基板5が基板ホルダー6上に固定して取り
付けられており、この基板ホルダーの背面には基板ホル
ダーひいては基板を加熱するための加熱ヒータ7が取り
付けられている。基板ホルダー6は、図中には示されて
いないが、成膜室1内にブラケット等で固定されてい
る。基板としてはSi又はSiCからなる基板が用いら
れている。成膜室1には、ガス導入チューブ8及び9を
それぞれ介して、2系統のガス導入系統が接続されてい
る。すなわち、仕切バルブ8−1、ガス流量調整器8−
2、仕切バルブ8−3、ガス圧力調整器8−4及びガス
ボンベ8−5、並びに仕切バルブ9−1、ガス流量調整
器9−2、仕切バルブ9−3、ガス圧力調整器9−4及
びガスボンベ9−5が、この順序で、それぞれ、ガス配
管で接続されている。ガスボンベ8−5にはシランガス
(SiH4)が充填されており、ガスボンベ9−5には
プロパンガス(C38)が充填されている。
【0003】図1に示す装置を用いて、以下のようにし
て、熱CVDプロセスにより基板上にSiC膜を形成す
る。まず、仕切バルブ3とコンダクタンスバルブ4を開
にし、真空ポンプ2を駆動させて成膜室1内の真空排気
を行う。成膜室1内が10-3Torr以下に到達した時
点で、それぞれのガス導入系統の仕切バルブ8−1及び
8−3、並びに9−1及び9−3を開にし、ガス流量調
整器8−2、9−2を調整し、ガスの圧力調整器8−
4、9−4の2次圧力を約1気圧に設定し、2つのガス
ボンベ8−5、9−5から、それぞれ、シランガス、プ
ロパンガスの所定量を成膜室1内に供給する。この2種
類のガスを、基板ホルダー6上に固定した基板5の上に
導入し、堆積せしめる。コンダクタンスバルブ4の開放
度を調節し、成膜中の圧力を20〜30Torrに設定
する。このようにして、基板5上にSiとCとHとが積
層する。次いで、加熱ヒータ7を用いて基板ホルダー6
を1200℃〜1500℃程度まで加熱し、基板を高温
の状態にすると、膜中に含有しているHが抜けていき、
膜中に純度の高いSiCが残る。基板を真空中で室温に
近い温度まで冷却した後、図中には示されていないがベ
ントバルブを開放して成膜室1内を大気圧に戻し、基板
取り出し窓よりSiC膜が形成された基板を取りだす。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のシランガスとプ
ロパンガスとを用いた単純な熱CVDプロセスの成膜方
法では、成膜温度を非常に高温(1200℃〜1500
℃)にする必要があり、様々な低温プロセス(750℃
程度以下)での成膜には対応できないという問題があっ
た。また、この熱CVDプロセスでは、成膜温度の制御
によりSiC膜の結晶構造を種々の構造に変化させるこ
とが一応は可能であるが、その成膜温度の設定の制御が
非常に難しく、熟練を要するため、結晶構造の異なるS
iC膜を簡単に形成することは困難であるという問題が
あった。
【0005】本発明は、従来技術のもつ上記問題点を解
決するものであり、低温プロセスで、簡単にかつ再現性
良く結晶構造の異なるSiC膜を形成する方法を提供す
ることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の炭化ケイ素膜
(SiC膜)の形成方法は、イオン発生室、質量分離
室、成膜室を有する低エネルギーイオンビーム照射装置
を用い、材料ガスとしてメチルシラン(H3Si−C
3)又はジメチルシラン(CH3−SiH2−CH3)の
いずれかを供給し、該成膜室内に設置された基板上に炭
化ケイ素膜を形成する方法であって、該材料ガスを該イ
オン発生室に供給してプラズマを生成し、プラズマ分解
してメチルシリレンイオン、メチルシリセニウムイオン
又はメチルシランイオンのいずれかを含むイオン種を
得、該イオンビーム照射装置のイオンビーム入射電圧を
所定のエネルギーに設定するように印加した状態に維持
しながら、該イオン種を該質量分離室のウェーブガイド
内へ導入して、ここで、該メチルシリレンイオン、メチ
ルシリセニウムイオン又はメチルシランイオンのいずれ
かのみを偏向し、この偏向されたイオンのビームを該基
板上に照射して成膜することからなる。
【0007】入射電圧としてのエネルギー、すなわち基
板上に照射するイオンビームのエネルギーが0.1eV
以上で100eV未満であることが好ましい。0.1e
V未満のエネルギーを持ったイオンビームを入射して
も、経済的に所期の目的を達成することが困難であり、
また、100eV以上のエネルギーを持ったイオンが入
射されると、得られるSiC膜に格子欠陥が発生する場
合がある。原子状イオンの場合、表面における原子変位
のしきい値である25eV以上のエネルギーを持ったイ
オンが入射したときに格子欠陥が発生するが、本発明の
ように分子状イオンの場合、ケイ素1個、炭素1個、水
素複数個であるので、そのしきい値は100eVであ
り、この値以上のエネルギーを持ったイオンが入射した
ときに格子欠陥が発生するものと考えられる。前記エネ
ルギーが0.1〜50eVの場合に得られるSiC膜は
4H型の結晶構造を有し、該エネルギーが60eV以上
で100eV未満である場合に得られるSiC膜は3C
型の結晶構造を有し、50eVを超え、60eV未満の
場合に得られるSiC膜は4H型と3C型との混晶構造
を有する。
【0008】得られたSiC膜は、上記したように、4
H型もしくは3C型の結晶構造又は両者の混晶構造を有
しており、入射電圧を制御することによって、所望によ
り、所定の結晶構造を有するSiC膜を形成することが
できる。ここでいう4H型結晶構造とは、六方晶の結晶
を意味し、c軸方向繰り返しが、ABCBABCB・・
・というように4つの面(ABCB)で単位格子を組ん
でいるものであり、3C型結晶構造とは、立方晶の結晶
を意味し、c軸方向への繰り返しが、ABCABC・・
・というように3つの面(ABC)で単位格子を組んで
いるものである。
【0009】本発明においては、750℃以下、例えば
600℃、650℃という低い成膜温度でもSiC膜を
形成することができる。現在、低温プロセスによる成膜
が行われている下限温度(例えば、1300℃程度)ま
で、あるいはそれより低い温度でも成膜可能である。低
エネルギーイオンビーム照射装置で用いるイオンビーム
のエネルギー拡がりは±3eV以下であることが好まし
い。±3eVを超えると、エネルギーの揺らぎが大きく
なって、SiC膜の結晶構造を制御できなくなるという
問題がある。この結晶構造は分子イオンのエネルギーに
より制御されるからである。
【0010】また、本発明のSiC膜の形成方法は、イ
オン発生室、質量分離室、成膜室を有する低エネルギー
イオンビーム照射装置を用い、材料ガスとしてメチルシ
ラン又はジメチルシランのいずれかを供給し、該成膜室
内に設置された基板上に炭化ケイ素膜を形成する方法で
あって、該材料ガスを該イオン発生室に供給してプラズ
マを生成し、このプラズマガスを該イオン発生室内に設
けたフィラメントに接触させてプラズマ分解し、電離し
て得られたメチルシリレンイオン、メチルシリセニウム
イオン又はメチルシランイオンのいずれかを含むイオン
種を得、該イオンビーム照射装置のイオンビーム入射電
圧を0.1eV以上で100eV未満のエネルギーに設
定するように印加した状態で、該イオン種をイオン発生
室から引き出してウェーブガイド及び質量分離電磁石を
有する質量分離室のウェーブガイド内へ導入し、ここ
で、該ウェーブガイドの下流側に設けられた中性粒子除
去電極の助けをかりて、該イオン種中のメチルシリレン
イオン、メチルシリセニウムイオン又はメチルシランイ
オンのいずれかのみを偏向し、例えばスリット板のスリ
ット及び中性粒子除去電極を通過させて、該成膜室内へ
導入し、この偏向されたイオンのビームを、該イオンビ
ーム入射電圧のエネルギーの状態で、750℃以下に維
持されている該基板上に照射して成膜することからな
る。得られた炭化ケイ素膜の結晶構造は上記の通りであ
る。質量分離室、中性粒子除去電極(偏向電極)などが
設けられているために、所望のイオンだけが特定の方向
に曲がり、スリットを通過し、目的を達成することがで
きる。中性粒子は直進するので、スリットを通過してこ
ない。
【0011】本発明によれば、材料としてジメチルシラ
ンを用いた場合、ジメチルシランがプラズマ分解され、
電離されてメチルシリセニウムイオン(Si+−CH3)を
生じ、このイオンを基板に照射することでSiC膜を形
成することができ、また、メチルシランの場合、メチル
シランがプラズマ分解され、電離されてメチルシリレン
イオン(HSiCH3 +)を生じ、このイオンを基板に照射
することでSiC膜を形成することができる。ジメチル
シランを用いた方がイオンビーム電流量が多く、好まし
い。また、イオン種としてはメチルシランイオン(H3
iCH3 +)も発生し、本発明の成膜方法で使用できる。
これらのイオンはプラズマ分解生成物の中でエネルギー
状態が安定なものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明のSiC膜の形成方法を実
施するための成膜装置の概略の構成を図2に示す。本成
膜装置は、イオン発生室、質量分離室、成膜室を備えて
いる低エネルギーイオンビーム照射装置である。
【0013】イオン発生室11には、生成したプラズマ
イオンを電離するためのフィラメント11aが電流導入
端子(図示せず)を介して電気的に絶縁されて取り付け
られ、フィラメント11aにはフィラメント電源11b
が接続されている。イオン発生室11にはまた、導入さ
れたガスをアーク放電によりプラズマにするためのアー
ク電源11c及びプラズマ内の電離された分子状イオン
を下流側の質量分離室を経て成膜室内に導入するための
入射電圧用電源11dが接続されている。イオン発生室
11の上流側には、ガス導入チューブ12を介して、ガ
ス導入系統として、仕切バルブ12a、ガス流量調整器
12b、仕切バルブ12c、ガス圧力調整器12d及び
ガスボンベ12eが、この順序で、それぞれ、一連の金
属配管で接続されている。イオン発生室11の下流側に
は、発生したイオンのエネルギーを制御するための加速
/減速電極13及び該イオンを引き出すための引出電極
14が、イオン発生室に対向して、絶縁物(図示されて
いない)で電気的に絶縁されて取り付けられ、発生した
イオンを質量分離室へと導くための通路が構成されてい
る。加速/減速電極13には加速/減速電極用電源13
aが接続され、引出電極14には引出電極用電源14a
が接続されて、それぞれ、イオンに電力が印加できるよ
うになっている。
【0014】質量分離室は、質量分離電磁石15、ウェ
ーブガイド16、質量分離電磁石に接続された質量分離
電磁石用電源15aからなっており、ウェーブガイド1
6は、質量分離電磁石15のポールピース(図示されて
いない)間に取り付けられており、その形状は直管では
なく、曲がり管である。この質量分離室において特定の
イオンのみが偏向され、その後ウェーブガイド16の下
流側に設けられた可動ファラデーカップ17に到達する
ようになっている。可動ファラデーカップ17の下流側
には、所望のイオンを偏向せしめる中性粒子除去電極
(以下、偏向電極と呼称)18が取り付けられ、偏向電
極18には偏向電極用電源18aが接続されている。可
動ファラデーカップ17と偏向電極18との間には、特
定イオンのみを通す通路を構成するスリットを有するス
リット板19が設けられ、偏向電極用電源18aの下流
側には成膜室20が設けられている。
【0015】成膜室20内には、SiC膜を形成するた
めの基板21と、基板を取り付けるための基板ホルダー
22とが配置されており、基板ホルダーの背面には基板
を加熱するための加熱ヒータなどの加熱手段23が取り
付けられ、加熱手段には電源23aが接続されている。
基板ホルダー22は、図中には示されていないが、成膜
室20内にブラケット等の固定具で固定されており、基
板ホルダーにはケーブルを介して電流計24が取り付け
られている。基板の材料としては特に制限されないが、
例えばSi又はSiCなどからなる基板を用いることが
できる。成膜室20内の入り口付近には、導入されたイ
オンのエネルギーを正確に調節するための加速/減速電
極群25が設けられている。図2中には3個の電極が例
示されており、電極群のそれぞれに加速/減速電極用電
源25a、25b及び25cが接続されている。
【0016】図2中には示していないが、上記低エネル
ギーイオンビーム照射装置には、例えばイオン発生室、
質量分離室、成膜室などのそれぞれの所定の場所に、真
空排気システムが取り付けられており、該装置内が10
-6Torr以下に保持できるよう構成されている。
【0017】
【実施例】図2に示す成膜装置を用いて、低温プロセス
により、基板上にSiC膜を以下のようにして形成し
た。
【0018】まず、真空排気システムを稼働させてイオ
ン発生室11内を10-5Torr以下に到達せしめ、そ
の時点でガス導入チューブ12を介してイオン発生室に
接続されている仕切バルブ12a、12cを開にし、ガ
ス流量調整器12bを調整し、ガス圧力調整器12dの
2次圧力を約1気圧に設定して、ガスボンベ12eから
所定量のジメチルシランガス(CH3−SiH2−C
3)をイオン発生室11内に供給した。次いで、アー
ク電源11aより電力を投入すると共に、フィラメント
11bにフィラメント電源11cより電力を導入した。
これにより、供給されたジメチルシランガスがプラズマ
になり、様々な分子状イオンとなった。これらの分子状
イオンからなるプラズマガスがフィラメント11bに接
触すると、電離し、メチルシリセニウムイオン(Si+
−CH3)を含むイオン種が発生した。
【0019】内部が上記したような状態になっているイ
オン発生室11に、入射電源11dから所定電圧(10
0eV未満)の出力電圧を印加した。イオン発生室11
内で発生したイオン種を、引出電極14に印加された電
力と加速/減速電極に印加された電力とにより、25k
eV程度まで加速して、質量分離室のウェーブガイド1
6内に入射した。この質量分離室において、質量分離電
磁石15に電力を投入することによって質量分離電磁石
15から発生した磁場強度と、入射電源11dからの出
力電圧及び引出電源14aからの出力電圧の和の電圧
と、前記メチルシリセニウムイオンの質量とから決まる
ファクターに基づき、加速されたイオンビーム中のメチ
ルシリセニウムイオンのみが偏向され、可動ファラデー
カップ17に到達した。
【0020】次いで、可動ファラデーカップ17をイオ
ンビームラインからはずし、偏向電極18により、メチ
ルシリセニウムイオンのみが特定の方向に曲がり、スリ
ット板19のスリットを通過するようにした。かくし
て、純度の高いSiC膜の形成が可能となる。次いで、
スリット板19を通過したメチルシリセニウムイオンを
成膜室20へ導入した。すなわち、入射電源11dから
の出力電圧と引出電源13aからの出力電圧との和の電
圧に応じて、電源18aからの出力を偏向電極18に印
加することにより、スリット板19を通過したイオンビ
ームを偏向電極の間を通過させて、成膜室20内に導入
し、加速/減速電極群25の間を通過させた。この加速
/減速電極群25のそれぞれに接続された電源25a、
25b及び25cのそれぞれから電圧を出力し、加速/
減速電極群25に所定の電圧を印加し、メチルシリセニ
ウムイオンのエネルギーを正確に調節して、入射電源1
1dからの出力電圧に相当するエネルギーをもって基板
21上にメチルシリセニウムイオンを照射し、SiC膜
を形成した。基板21の取り付けられた基板ホルダー2
2は、加熱ヒータ23に加熱電源23aから出力して6
00℃又は650℃に加熱されていた。基板を室温に近
い温度まで冷却した後、取り出し窓よりSiC膜の形成
された基板を取りだした。
【0021】上記成膜方法において、入射電源11dか
らの出力電圧、すなわち入射電圧を20eV、50eV
に設定した場合、基板21上には4H型結晶構造のSi
C膜が形成され、この入射電圧を60eVに設定した場
合、基板21上には3C型結晶構造のSiC膜が形成さ
れ、また、この入射電圧を55eVに設定した場合、基
板21上には4H型と3C型との混合した混晶構造のS
iC膜が形成された。これらの膜の形成はX線回折、赤
外吸収分光により確認された。なお、基板としては(1
11)Si基板を用いた。
【0022】また、前記ジメチルシランガスの代わりに
メチルシランガスを用いて、前記と同様の条件下で低温
成膜プロセスを行った場合(安定なメチルシリレンイオ
ン、メチルシランイオンが発生する)、ジメチルシラン
ガスを用いた場合と同じ傾向を示した。なお、ケイ素1
個と炭素1個とが結合したメチルシランイオンの場合
も、前記メチルシリセニウムイオン及びメチルシリレン
イオンの場合と同様のSiC膜を形成することができ
る。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、低エネルギーイオンビ
ーム照射装置を用い、膜材料ガスとしてジメチルシラン
又はメチルシランを供給してプラズマを生成し、プラズ
マガス分解により得られる、電離されたメチルシリセニ
ウムイオン、メチルシリレンイオン又はメチルシリルイ
オンのいずれかを特定の入射電圧(0.1eV以上で1
00eV未満)で基板に照射することにより、750℃
以下の低温で高純度のSiC膜を簡単にかつ再現性よく
形成することができる。入射電圧を0.1〜50eVに
設定することによって4H型結晶構造のSiC膜が形成
され、入射電圧を60eV以上で100eV未満に設定
することによって3C型結晶構造のSiC膜が形成さ
れ、また、入射電圧を50eVを超え60eV未満に設
定することによって4H型と3C型との混晶構造のSi
C膜が形成され、目的に合った構造を有するSiC膜を
任意に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の熱CVDプロセスを実施するために用
いるSiC成膜装置の概略の構成図。
【図2】 本発明のSiC成膜方法を実施するために用
いる低エネルギーイオン照射装置からなるSiC成膜装
置の一例を示す概略の構成図。
【符号の説明】
1 成膜室 2 高真空ポン
プ 3 仕切バルブ 4 コンダクタ
ンスバルブ 5 基板 6 基板ホルダ
ー 7 加熱ヒータ 8、9 ガス導
入チューブ 8−1、8−3、9−1、9−3 仕切バルブ 8−2、9−2 ガス流量調整器 8−4、9−4
ガス圧力調整器 8−5、9−5 ガスボンベ 11 イオン発生
室 11a アーク電源 11b フィラ
メント 11c フィラメント電源 11d 入射電
圧用電源 11 ガス導入チューブ 12a、12c
仕切バルブ 12b ガス流量調整器 12d ガス圧
力調整器 12e ガスボンベ 13 加速/減
速電極 13a 加速/減速電極用電源 14 引出電極 14a 引出電極用電源 15 質量分離
電磁石 16 ウェーブガイド 17 可動ファ
ラデーカップ 18 中性粒子除去電極(偏向電極) 18a 偏向電
極用電源 19 スリット板 20 成膜室 21 基板 22 基板ホル
ダー 23 加熱手段 13a 電源 24 電流計 25 加速/減
速電極群 25a、25b、25c 加速/減速電極用電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木内 正人 大阪府池田市緑丘1丁目8番31号 工業技 術院大阪工業技術研究所内 (72)発明者 松本 貴士 大阪府羽曳野市島泉6丁目3番6号 (72)発明者 杉本 敏司 奈良県奈良市七条1丁目5番14号 (72)発明者 後藤 誠一 大阪府吹田市古江台3丁目2番1号508号 Fターム(参考) 4K029 AA06 BA56 BD00 CA03 DD06 EA08 5F103 AA06 BB09 BB14 DD17 HH03 NN01

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イオン発生室、質量分離室、成膜室を有
    する低エネルギーイオンビーム照射装置を用い、材料ガ
    スとしてメチルシラン又はジメチルシランのいずれかを
    供給し、該成膜室内に設置された基板上に炭化ケイ素膜
    を形成する方法であって、該材料ガスを該イオン発生室
    に供給してプラズマを生成し、プラズマ分解してメチル
    シリレンイオン、メチルシリセニウムイオン又はメチル
    シランイオンのいずれかを含むイオン種を得、該イオン
    ビーム照射装置のイオンビーム入射電圧を所定のエネル
    ギーに設定するように印加した状態に維持しながら、該
    イオン種を該質量分離室のウェーブガイド内へ導入し
    て、ここで、該メチルシリレンイオン、メチルシリセニ
    ウムイオン又はメチルシランイオンのいずれかのみを偏
    向し、この偏向されたイオンのビームを該基板上に照射
    して成膜することを特徴とする炭化ケイ素膜の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 前記基板上に照射されるイオンビームの
    エネルギーが0.1eV以上で100eV未満であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の炭化ケイ素膜の形成方
    法。
  3. 【請求項3】 前記基板上に照射されるイオンビームの
    エネルギーが0.1〜50eVの場合に4H型の結晶構
    造を有する炭化ケイ素膜が得られ、該エネルギーが60
    eV以上で100eV未満である場合に3C型の結晶構
    造を有する炭化ケイ素膜が得られ、該エネルギーが50
    eVを超え60eV未満の場合に4H型と3C型との混
    晶構造を有する炭化ケイ素膜が得られることを特徴とす
    る請求項1または2記載の炭化ケイ素膜の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記成膜の温度が750℃以下であるこ
    とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の炭化ケ
    イ素膜の形成方法。
  5. 【請求項5】 前記低エネルギーイオンビーム照射装置
    で用いるイオンビームのエネルギー拡がりが±3eV以
    下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記
    載の炭化ケイ素膜の形成方法。
  6. 【請求項6】 イオン発生室、質量分離室、成膜室を有
    する低エネルギーイオンビーム照射装置を用い、材料ガ
    スとしてメチルシラン又はジメチルシランのいずれかを
    供給し、該成膜室内に設置された基板上に炭化ケイ素膜
    を形成する方法であって、該材料ガスを該イオン発生室
    に供給してプラズマを生成し、このプラズマガスを該イ
    オン発生室内に設けたフィラメントに接触させてプラズ
    マ分解し、電離して得られたメチルシリレンイオン、メ
    チルシリセニウムイオン又はメチルシランイオンのいず
    れかを含むイオン種を得、該イオンビーム照射装置のイ
    オンビーム入射電圧を0.1eV以上で100eV未満
    のエネルギーに設定するように印加した状態で、該イオ
    ン種をイオン発生室から引き出してウェーブガイド及び
    質量分離電磁石を有する質量分離室のウェーブガイド内
    へ導入し、ここで、該ウェーブガイドの下流側に設けら
    れた中性粒子除去電極の助けをかりて、該イオン種中の
    メチルシリレンイオン、メチルシリセニウムイオン又は
    メチルシランイオンのいずれかのみを偏向して、この偏
    向されたイオンのビームを、該イオンビーム入射電圧の
    エネルギーの状態で、750℃以下に維持されている該
    基板上に照射して成膜すること、該エネルギーが0.1
    〜50eVの場合に4H型の結晶構造を有する炭化ケイ
    素膜が得られ、該エネルギーが60eV以上で100e
    V未満である場合に3C型の結晶構造を有する炭化ケイ
    素膜が得られ、該エネルギーが50eVを超え60eV
    未満の場合に4H型と3C型との混晶構造を有する炭化
    ケイ素膜が得られことを特徴とする炭化ケイ素膜の形成
    方法。
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