JP2008230946A - 単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法、単結晶炭化ケイ素基板の製造方法、及び単結晶炭化ケイ素基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シード基板としての単結晶SiC基板15に対向して、当該単結晶SiC基板15より自由エネルギーの高い炭素フィード基板としての多結晶SiC基板20を配置する。また、単結晶SiC基板15と多結晶SiC基板20との間にシリコンプレート23を配置する。これを真空高温環境で加熱処理し、シリコンプレート23を融解させ、単結晶SiC基板15と多結晶SiC基板20との間にSiの極薄溶融層を溶媒として介在させる。そして、基板15,20の自由エネルギーの差に基づいてSi溶融層に発生する濃度勾配を駆動力とする準安定溶媒エピタキシー(MSE)法により、単結晶SiC基板15の表面に単結晶炭化ケイ素を液相エピタキシャル成長させる。
【選択図】図1
Description
2 本加熱室
3 予備加熱室
4 前室
5 単結晶SiC基板
6 ハロゲンランプ
7 ゲートバルブ
8 テーブル
9 サセプタ
10 移動手段
11 加熱ヒータ
12 反射鏡
13 スペーサ
14 シリコン
15 単結晶SiC基板(シード基板)
15e エピタキシャル成長層
16 容器
19 溶媒シリコン(Si溶融層)
20 多結晶SiC基板(炭素フィード基板)
23 シリコンプレート
29 汚染物除去機構
31 炭化タンタル層
Claims (13)
- 単結晶炭化ケイ素からなるシード基板に対向して、このシード基板より自由エネルギーの高い炭素フィード基板を配置し、前記シード基板と前記炭素フィード基板との間にケイ素の極薄溶融層を溶媒として介在させて真空高温環境で加熱処理する準安定溶媒エピタキシー(MSE)法により、前記シード基板の表面に単結晶炭化ケイ素を液相エピタキシャル成長させることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。
- 請求項1に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記シード基板の結晶多形が6H−SiCであり、
前記炭素フィード基板は、単結晶4H−SiC、単結晶3C−SiC、多結晶4H−SiC、多結晶3C−SiC、アモルファスSiC又はグラファイトであることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記シード基板の結晶多形が4H−SiCであり、
前記炭素フィード基板は、単結晶3C−SiC、多結晶4H−SiC、多結晶3C−SiC、アモルファスSiC又はグラファイトであることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記シード基板の結晶多形が4H−SiC又は6H−SiCであり、このシード基板において液相エピタキシャル成長を行う表面の結晶面方位は(000−1)C面であり、
前記炭素フィード基板は前記シード基板と同じ結晶多形を有する単結晶炭化ケイ素基板であり、前記シード基板に対向する前記炭素フィード基板の表面の結晶面方位は(0001)Si面、(1−10n)面、(11−2n)面、(1−100)面、又は(11−20)面であることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記シード基板の結晶多形が4H−SiC又は6H−SiCであり、このシード基板において液相エピタキシャル成長を行う表面の結晶面方位は(0001)Si面であり、
前記炭素フィード基板は前記シード基板と同じ結晶多形を有する単結晶炭化ケイ素基板であり、前記シード基板に対向する前記炭素フィード基板の表面の結晶面方位は(1−10n)面、(11−2n)面、(1−100)面、又は(11−20)面であることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1から5までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記シード基板及び前記炭素フィード基板は、タンタル金属からなるとともに炭化タンタル層を内部空間に露出させるようにして備える上下が嵌合した収納容器に収納され、この収納容器の内部圧力が外部圧力よりも高くなるようにして容器内の真空環境をシリコンの飽和蒸気圧で保った状態で1500℃以上2300℃以下の温度で加熱処理されることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項6に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、前記加熱処理は10-4Pa以下の減圧下で行われることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。
- 請求項1から7までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
前記加熱処理は、予め減圧下で1500℃以上2300℃以下の温度に調整された本加熱室で行われるものとし、
前記加熱処理の前に、前記単結晶炭化ケイ素基板を収納した収納容器を、加熱処理時の温度より低い温度で加熱する予備加熱が行われ、
前記加熱処理は、前記予備加熱を行う予備加熱室から前記本加熱室へ前記容器を移動することにより行われることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1から8までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
液相エピタキシャル成長層の表面平坦度がサブナノオーダーであることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1から8までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
液相エピタキシャル成長層の表面平均粗さが1.0nm以下であることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1から10までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法であって、
液相エピタキシャル成長層の表面は、ステップの高さが結晶多形の積層順位方向に対するユニットセル長以下である面形状であることを特徴とする単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法。 - 請求項1から11までの何れか一項に記載の単結晶炭化ケイ素の液相エピタキシャル成長方法により液相エピタキシャル成長層を形成する工程を含むことを特徴とする単結晶炭化ケイ素基板の製造方法。
- 請求項12に記載の単結晶炭化ケイ素基板の製造方法により製造された単結晶炭化ケイ素基板。
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