JP2822970B2 - 炭化硅素薄膜の形成方法 - Google Patents
炭化硅素薄膜の形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトランジスタや発光
ダイオード等の半導体素子、あるいはエピタキシャル成
長用基板として用いられる炭化硅素（以下、ＳｉＣ）薄
膜の形成方法に関する。
ダイオード等の半導体素子、あるいはエピタキシャル成
長用基板として用いられる炭化硅素（以下、ＳｉＣ）薄
膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣは非常に高い硬度を示し、研磨剤
や切削器具のコーティング膜として従来より用いられて
きた。この一方でバンドギャップが大きいこと、耐熱性
に優れていること等から、最近では青色の発光素子や高
耐熱のトランジスタ材料等の半導体素子としての応用が
注目されている。ＳｉＣの堆積は、昇華法、気相成長法
（ＣＶＤ法）等の手法により行われてきた。このうち、
昇華法は主にバルクＳｉＣの成長に用いられており、Ｃ
ＶＤは薄膜のエピタキシャル成長に用いられている。半
導体デバイスへの応用では、能動層として結晶性の良い
薄膜の形成が不可欠であり、この点からＣＶＤによるＳ
ｉＣエピタキシャル成長技術の研究開発が盛んに行われ
ている。
や切削器具のコーティング膜として従来より用いられて
きた。この一方でバンドギャップが大きいこと、耐熱性
に優れていること等から、最近では青色の発光素子や高
耐熱のトランジスタ材料等の半導体素子としての応用が
注目されている。ＳｉＣの堆積は、昇華法、気相成長法
（ＣＶＤ法）等の手法により行われてきた。このうち、
昇華法は主にバルクＳｉＣの成長に用いられており、Ｃ
ＶＤは薄膜のエピタキシャル成長に用いられている。半
導体デバイスへの応用では、能動層として結晶性の良い
薄膜の形成が不可欠であり、この点からＣＶＤによるＳ
ｉＣエピタキシャル成長技術の研究開発が盛んに行われ
ている。
【０００３】従来ＳｉＣのＣＶＤは硅素材料としてＳｉ
Ｈ4 やＳｉ2 Ｈ6 等の水素化物やＳｉＣｌ4 等のハロゲ
ン化物が用いられ、一方炭素原料としてＣ2 Ｈ6 、Ｃ2
Ｈ2、Ｃ3 Ｈ8 等の炭化水素が用いられてきた。熱ＣＶ
Ｄにおいては、これらの原料ガスはキャリアガスととも
に高温に保たれた基板上に供給される。原料ガスは基板
上で熱分解し、この結果生成されるＳｉとＣからＳｉＣ
が堆積する。この熱ＣＶＤ法は装置が比較的に簡単であ
り、かつ結晶性の良い膜が得られることから、広く行わ
れている。
Ｈ4 やＳｉ2 Ｈ6 等の水素化物やＳｉＣｌ4 等のハロゲ
ン化物が用いられ、一方炭素原料としてＣ2 Ｈ6 、Ｃ2
Ｈ2、Ｃ3 Ｈ8 等の炭化水素が用いられてきた。熱ＣＶ
Ｄにおいては、これらの原料ガスはキャリアガスととも
に高温に保たれた基板上に供給される。原料ガスは基板
上で熱分解し、この結果生成されるＳｉとＣからＳｉＣ
が堆積する。この熱ＣＶＤ法は装置が比較的に簡単であ
り、かつ結晶性の良い膜が得られることから、広く行わ
れている。
【０００４】しかしながら、この熱ＣＶＤ法において
は、炭素原料となる炭化水素の分解温度が高いため、実
用的な成長速度を得るためには基板温度として１０００
℃以上の高温が必要となる。実際のデバイス構造ではエ
ピタキシャル層中に不純物がドーピングされており、こ
のような高い成長温度ではエピタキシャル層中の不純物
が拡散し、素子の性能劣化を引き起こす等の問題があっ
た。
は、炭素原料となる炭化水素の分解温度が高いため、実
用的な成長速度を得るためには基板温度として１０００
℃以上の高温が必要となる。実際のデバイス構造ではエ
ピタキシャル層中に不純物がドーピングされており、こ
のような高い成長温度ではエピタキシャル層中の不純物
が拡散し、素子の性能劣化を引き起こす等の問題があっ
た。
【０００５】これに対し、最近ではプラズマにより原料
ガスを励起し、生じた活性な分子を基板に供給すること
によりＳｉＣ膜を堆積させるプラズマＣＶＤ法も試みら
れている。この手法では成長に寄与する分子種の反応性
が高いので、熱ＣＶＤ法に比べて低い基板温度でＳｉＣ
膜を堆積することができ、高成長速度化、成長温度の低
温化を図ることができる。特に、炭素原料や硅素原料に
ハロゲン化合物を用いた場合、水素化物を原料にした場
合に比較してより高成長速度でＳｉＣ膜を堆積すること
が可能になるとの技術も提案されている。例えば、特開
平５−２７１９４７号公報。
ガスを励起し、生じた活性な分子を基板に供給すること
によりＳｉＣ膜を堆積させるプラズマＣＶＤ法も試みら
れている。この手法では成長に寄与する分子種の反応性
が高いので、熱ＣＶＤ法に比べて低い基板温度でＳｉＣ
膜を堆積することができ、高成長速度化、成長温度の低
温化を図ることができる。特に、炭素原料や硅素原料に
ハロゲン化合物を用いた場合、水素化物を原料にした場
合に比較してより高成長速度でＳｉＣ膜を堆積すること
が可能になるとの技術も提案されている。例えば、特開
平５−２７１９４７号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラズ
マを用いたプロセスでは、エネルギの高い荷電粒子が基
板表面に衝突し、膜中に欠陥が発生することが知られて
いる。これらの欠陥は、例えばトランジスタの場合、電
子、正孔の散乱中心となり、また発光デバイスにおいて
は非発光中心となって素子の性能を著しく劣化させる。
さらに、プラズマＣＶＤでは、成長に寄与する活性分子
種の付着係数が大きく、膜中に取り込まれる炭素と硅素
の組成比は供給される原料ガス流量比に極めて敏感であ
る。したがって、炭素と硅素の組成比１：１の良質なＳ
ｉＣを実現するためには、ガス流量やプラズマ分布の精
密な制御が必要であり、制御性よくＳｉＣ薄膜を形成す
ることが難しいという問題がある。
マを用いたプロセスでは、エネルギの高い荷電粒子が基
板表面に衝突し、膜中に欠陥が発生することが知られて
いる。これらの欠陥は、例えばトランジスタの場合、電
子、正孔の散乱中心となり、また発光デバイスにおいて
は非発光中心となって素子の性能を著しく劣化させる。
さらに、プラズマＣＶＤでは、成長に寄与する活性分子
種の付着係数が大きく、膜中に取り込まれる炭素と硅素
の組成比は供給される原料ガス流量比に極めて敏感であ
る。したがって、炭素と硅素の組成比１：１の良質なＳ
ｉＣを実現するためには、ガス流量やプラズマ分布の精
密な制御が必要であり、制御性よくＳｉＣ薄膜を形成す
ることが難しいという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、良質なＳｉＣ薄膜を低温
でかつ制御性良く形成することが可能な形成方法を提供
することにある。
でかつ制御性良く形成することが可能な形成方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＳｉＣ薄膜の形
成方法は、分子内に炭素と炭素の二重結合を少なくとも
１つ有し、かつこの二重結合を形成する炭素原子に少な
くとも１つのハロゲン原子が結合しているハロゲン化合
物を炭素原料とし、硅素と水素の結合を少なくとも１つ
含む化合物を硅素原料とし、前記炭素原料と硅素原料の
混合気体をキャリアガスとともに加熱された基板上に供
給して前記基板上にＳｉＣ薄膜を化学気相成長法により
堆積させることを特徴とする。
成方法は、分子内に炭素と炭素の二重結合を少なくとも
１つ有し、かつこの二重結合を形成する炭素原子に少な
くとも１つのハロゲン原子が結合しているハロゲン化合
物を炭素原料とし、硅素と水素の結合を少なくとも１つ
含む化合物を硅素原料とし、前記炭素原料と硅素原料の
混合気体をキャリアガスとともに加熱された基板上に供
給して前記基板上にＳｉＣ薄膜を化学気相成長法により
堆積させることを特徴とする。
【０００９】ここで、炭素原料のハロゲン元素は、フッ
素，塩素，臭素，ヨウ素のいずれかであり、炭素原料
は、Ｃ2 Ｈ3 Ｆ、１，１−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、１，２−Ｃ2
Ｈ2 Ｆ2 、Ｃ2 ＨＦ3 及びこれらの混合気体である。ま
た、硅素原料は、ＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、Ｓｉ3 Ｈ8 及
びこれらの混合気体である。さらに、キャリアガスは少
なくとも水素分子を含む気体である。
素，塩素，臭素，ヨウ素のいずれかであり、炭素原料
は、Ｃ2 Ｈ3 Ｆ、１，１−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、１，２−Ｃ2
Ｈ2 Ｆ2 、Ｃ2 ＨＦ3 及びこれらの混合気体である。ま
た、硅素原料は、ＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、Ｓｉ3 Ｈ8 及
びこれらの混合気体である。さらに、キャリアガスは少
なくとも水素分子を含む気体である。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の形成方法を実
施するためのＳｉＣ成長装置の概略構成を示す図であ
る。反応管１１内にはカーボンサセプタ１２が設置さ
れ、ＳｉＣが成長される基板１３はこのサセプタ１２上
に載置され、赤外線ランプ１４でサセプタ１２を加熱す
ることで基板１３は加熱される。また、反応管１１内は
ポンプ１５で排気され、反応管１１内の圧力は圧力制御
器１６および１７で制御される。また、ポンプ１５の排
気ガス中の有害物質は処理装置１８により除去される。
そして、前記反応管１１内には、硅素原料１９、炭素原
料２０、キャリアガス源２１からの各ガスが流量制御器
２２により所定の流量で制御されながら供給される。
図面を参照して説明する。図１は本発明の形成方法を実
施するためのＳｉＣ成長装置の概略構成を示す図であ
る。反応管１１内にはカーボンサセプタ１２が設置さ
れ、ＳｉＣが成長される基板１３はこのサセプタ１２上
に載置され、赤外線ランプ１４でサセプタ１２を加熱す
ることで基板１３は加熱される。また、反応管１１内は
ポンプ１５で排気され、反応管１１内の圧力は圧力制御
器１６および１７で制御される。また、ポンプ１５の排
気ガス中の有害物質は処理装置１８により除去される。
そして、前記反応管１１内には、硅素原料１９、炭素原
料２０、キャリアガス源２１からの各ガスが流量制御器
２２により所定の流量で制御されながら供給される。
【００１１】ここで、例えば、硅素原料１９としてシラ
ンガスＳｉＨ4 、炭素原料２０としてフッ化エチレンが
用いられ、キャリアガス２１として水素ガスを用いる。
そして、これらのガスを反応管１１に供給し、反応管１
１内で反応させることで基板１３の表面にＳｉＣを堆積
させる。
ンガスＳｉＨ4 、炭素原料２０としてフッ化エチレンが
用いられ、キャリアガス２１として水素ガスを用いる。
そして、これらのガスを反応管１１に供給し、反応管１
１内で反応させることで基板１３の表面にＳｉＣを堆積
させる。
【００１２】ここで、１，２−２フッ化エレチン（１，
２−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 ）を用いた場合を図２を用いて説明す
る。同図において、１０１は硅素、１０２は炭素、１０
３，１０４はフッ素、１０５，１０６は水素である。図
２（ａ）に、ＳｉＣ表面の硅素原子に吸着した２フッ化
エチレンの模式図を示す。吸着により２フッ化エレチン
分子中の炭素−炭素二重結合は一重結合に変化し、かわ
りに硅素原子との間に炭素−炭素結合が形成される。一
方、炭素−フッ素結合の結合強度は硅素−フッ素結合よ
りも弱いため、基板温度がある温度以上になると、図２
（ｂ）に示すように、炭素−フッ素結合が解離し、硅素
−フッ素結合が形成される。この反応は、２００℃の低
い温度で生じる。
２−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 ）を用いた場合を図２を用いて説明す
る。同図において、１０１は硅素、１０２は炭素、１０
３，１０４はフッ素、１０５，１０６は水素である。図
２（ａ）に、ＳｉＣ表面の硅素原子に吸着した２フッ化
エチレンの模式図を示す。吸着により２フッ化エレチン
分子中の炭素−炭素二重結合は一重結合に変化し、かわ
りに硅素原子との間に炭素−炭素結合が形成される。一
方、炭素−フッ素結合の結合強度は硅素−フッ素結合よ
りも弱いため、基板温度がある温度以上になると、図２
（ｂ）に示すように、炭素−フッ素結合が解離し、硅素
−フッ素結合が形成される。この反応は、２００℃の低
い温度で生じる。
【００１３】図３に、Ｓｉ（１００）上に吸着した２フ
ッ化エチレンの高分解能電子線エネルギ損失分光の結果
を示す。０℃以下の低温では１０００ｃｍ-1付近に炭素
−フッ素結合に起因する振動モードが観察されるのに対
し、基板温度１８０℃ではこの振動モードが完全に消失
し、新たに８００ｃｍ-1付近に硅素−フッ素振動モード
が現れることが判る。この反応は硅素、炭素、フッ素の
局所的な状態のみに依存するため、ＳｉＣ上でもＳｉ表
面と同様の現象がおきる。また、分子中に炭素−フッ素
結合を２個以上含む場合は、２つの炭素−フッ素結合間
で共鳴構造が形成される。このため、フッ素の反応性が
高まり、硅素−水素結合の反応はより低温で生じること
になる。炭素−フッ素結合の解離後、表面に残された炭
素−炭素の一重結合および炭素−水素結合は６００℃程
度で解離する。解離した水素は硅素−フッ素結合と反応
し、フッ化水素として表面からフッ素を取り去る。この
ことは、Ｃ．Ｃ．Ｃhen 他、ジャーナル・オブ・アメリ
カン・ケミカル・ソサイエティ、第１１４巻、１２４９
頁に記載されている。
ッ化エチレンの高分解能電子線エネルギ損失分光の結果
を示す。０℃以下の低温では１０００ｃｍ-1付近に炭素
−フッ素結合に起因する振動モードが観察されるのに対
し、基板温度１８０℃ではこの振動モードが完全に消失
し、新たに８００ｃｍ-1付近に硅素−フッ素振動モード
が現れることが判る。この反応は硅素、炭素、フッ素の
局所的な状態のみに依存するため、ＳｉＣ上でもＳｉ表
面と同様の現象がおきる。また、分子中に炭素−フッ素
結合を２個以上含む場合は、２つの炭素−フッ素結合間
で共鳴構造が形成される。このため、フッ素の反応性が
高まり、硅素−水素結合の反応はより低温で生じること
になる。炭素−フッ素結合の解離後、表面に残された炭
素−炭素の一重結合および炭素−水素結合は６００℃程
度で解離する。解離した水素は硅素−フッ素結合と反応
し、フッ化水素として表面からフッ素を取り去る。この
ことは、Ｃ．Ｃ．Ｃhen 他、ジャーナル・オブ・アメリ
カン・ケミカル・ソサイエティ、第１１４巻、１２４９
頁に記載されている。
【００１４】この結果として、ＳｉＣが形成される。雰
囲気ガス中の水素もフッ素の除去に寄与するので、キャ
リアガスとして水素を用いることや、分解時に水素を放
出する水素化硅素を硅素源に用いることにより、より効
率良くフッ素を除去することが可能となる。また、硅素
原子２個に対して炭素原子が２個反応するため、１：１
の組成比が自動的に実現できる。
囲気ガス中の水素もフッ素の除去に寄与するので、キャ
リアガスとして水素を用いることや、分解時に水素を放
出する水素化硅素を硅素源に用いることにより、より効
率良くフッ素を除去することが可能となる。また、硅素
原子２個に対して炭素原子が２個反応するため、１：１
の組成比が自動的に実現できる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１の装置において、硅素原料にシランガ
ス、炭素原料に４種類のフッ化エチレン（Ｃ2 Ｈ3 Ｆ、
１，１−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、１，２−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、Ｃ2 Ｈ
Ｆ3 ）を、キャリアガスに水素ガスを用いた。また、基
板としてＳｉＣ（１００）を用い、基板温度は４００か
ら１２００℃の間で変化させた。反応管内における成長
圧力は１００ｔｏｒｒとし、シランガス、フッ化エチレ
ンガス、水素ガスの各流量はそれぞれ２０，１０，１０
００（ｓｃｃｍ）とした。また、比較のため、炭素原料
としてアセチレンＣ2 Ｈ2 を用いた場合、硅素原料とし
て四塩化硅素ＳｉＣｌ4 を用いた場合、およびキャリア
ガスをヘリウムにした場合についても成長を行った。ア
セチレン、四塩化硅素、およびヘリウム流量はそれぞれ
１０，２０，１０００（ｓｃｃｍ）とした。
て説明する。図１の装置において、硅素原料にシランガ
ス、炭素原料に４種類のフッ化エチレン（Ｃ2 Ｈ3 Ｆ、
１，１−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、１，２−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、Ｃ2 Ｈ
Ｆ3 ）を、キャリアガスに水素ガスを用いた。また、基
板としてＳｉＣ（１００）を用い、基板温度は４００か
ら１２００℃の間で変化させた。反応管内における成長
圧力は１００ｔｏｒｒとし、シランガス、フッ化エチレ
ンガス、水素ガスの各流量はそれぞれ２０，１０，１０
００（ｓｃｃｍ）とした。また、比較のため、炭素原料
としてアセチレンＣ2 Ｈ2 を用いた場合、硅素原料とし
て四塩化硅素ＳｉＣｌ4 を用いた場合、およびキャリア
ガスをヘリウムにした場合についても成長を行った。ア
セチレン、四塩化硅素、およびヘリウム流量はそれぞれ
１０，２０，１０００（ｓｃｃｍ）とした。
【００１６】図４に堆積したＳｉＣ薄膜の堆積速度と基
板温度の関係を示す。図中には、比較のため、アセチレ
ンを炭素原料に用いたときの結果も示した。この図よ
り、１，２−２フッ化エチレン（１，２−Ｃ2 Ｈ
2 Ｆ2 ）を用いた場合、アセチレンを原料とした系に比
べ８００℃において約１０倍以上のＳｉＣ成長速度を実
現できることが示された。堆積したＳｉＣの表面は鏡面
であった。堆積膜をＸ線回折、光電子分光等の手法によ
り評価した結果、炭素、硅素の組成比はほぼ１：１であ
り、Ｘ線回折の半値幅より結晶性は極めて良好であるこ
とが判った。また、２次イオン質量分析を行ったとこ
ろ、ＳｉＣ堆積膜中でのフッ素濃度は検出限界以下であ
り、膜中へのフッ素の取り込みのないことが示された。
板温度の関係を示す。図中には、比較のため、アセチレ
ンを炭素原料に用いたときの結果も示した。この図よ
り、１，２−２フッ化エチレン（１，２−Ｃ2 Ｈ
2 Ｆ2 ）を用いた場合、アセチレンを原料とした系に比
べ８００℃において約１０倍以上のＳｉＣ成長速度を実
現できることが示された。堆積したＳｉＣの表面は鏡面
であった。堆積膜をＸ線回折、光電子分光等の手法によ
り評価した結果、炭素、硅素の組成比はほぼ１：１であ
り、Ｘ線回折の半値幅より結晶性は極めて良好であるこ
とが判った。また、２次イオン質量分析を行ったとこ
ろ、ＳｉＣ堆積膜中でのフッ素濃度は検出限界以下であ
り、膜中へのフッ素の取り込みのないことが示された。
【００１７】図４では１，２−２フッ化エチレンについ
ての結果を示したが、炭素原料に１フッ化エチレン（Ｃ
2 Ｈ3 Ｆ）、１，１−２フッ化エチレン（１，１−Ｃ2
Ｈ2Ｆ2 ）を用いた場合も、１，２−２フッ化エチレン
の時とほぼ同じ成長速度が得られた。これに対し３フッ
化エチレン（Ｃ2 ＨＦ3 ）を用いた場合、成長速度は約
１０％低下することがわかった。これはフッ素により硅
素がエッチングされたこと及び分子内の水素原子の数が
少ないため表面からのフッ素の除去効率が低いことによ
ると推測される。
ての結果を示したが、炭素原料に１フッ化エチレン（Ｃ
2 Ｈ3 Ｆ）、１，１−２フッ化エチレン（１，１−Ｃ2
Ｈ2Ｆ2 ）を用いた場合も、１，２−２フッ化エチレン
の時とほぼ同じ成長速度が得られた。これに対し３フッ
化エチレン（Ｃ2 ＨＦ3 ）を用いた場合、成長速度は約
１０％低下することがわかった。これはフッ素により硅
素がエッチングされたこと及び分子内の水素原子の数が
少ないため表面からのフッ素の除去効率が低いことによ
ると推測される。
【００１８】図５に、キャリアガスとして水素またはヘ
リウムを用いた時の成長速度の基板温度依存性を示す。
硅素原料にはシランを用いた。キャリアガスの効果をよ
り明らかにするため、炭素原料には分子内水素の少ない
３フッ化エチレンを用いた。同図より明らかなように、
ヘリウムをキャリアガスとして用いると、水素の場合と
比べ３０％から４０％成長速度が低下することがわか
る。ヘリウムと水素は熱伝導率等の物性定数が近く、反
応管中のガスフローはそれほど大きく変化しない。した
がって、図５の結果はキャリアガスとしての水素の反応
過程に直接寄与することを示している。
リウムを用いた時の成長速度の基板温度依存性を示す。
硅素原料にはシランを用いた。キャリアガスの効果をよ
り明らかにするため、炭素原料には分子内水素の少ない
３フッ化エチレンを用いた。同図より明らかなように、
ヘリウムをキャリアガスとして用いると、水素の場合と
比べ３０％から４０％成長速度が低下することがわか
る。ヘリウムと水素は熱伝導率等の物性定数が近く、反
応管中のガスフローはそれほど大きく変化しない。した
がって、図５の結果はキャリアガスとしての水素の反応
過程に直接寄与することを示している。
【００１９】図６に、硅素原料に四塩化硅素ＳｉＣｌ4
を用いた時の成長速度の基板温度依存性を示す。キャリ
アガスには水素を用いた。この図よりわかるように、シ
ランガスを用いた時に比べ８０％近く成長速度が低下し
た。この原因として、四塩化硅素は分子中に水素を含ま
ないため、フッ素除去効果がないことが第１に上げられ
る。また四塩化硅素自体の分解効率がシランよりも低
く、成長表面での硅素原子の供給効率が低下し、結果と
してＳｉＣ成長速度が低くなったことも理由として考え
られる。
を用いた時の成長速度の基板温度依存性を示す。キャリ
アガスには水素を用いた。この図よりわかるように、シ
ランガスを用いた時に比べ８０％近く成長速度が低下し
た。この原因として、四塩化硅素は分子中に水素を含ま
ないため、フッ素除去効果がないことが第１に上げられ
る。また四塩化硅素自体の分解効率がシランよりも低
く、成長表面での硅素原子の供給効率が低下し、結果と
してＳｉＣ成長速度が低くなったことも理由として考え
られる。
【００２０】なお、前記実施例では硅素原料としてシラ
ンガスを用いたが、ジシラン、トリシラン等、高次の水
素化硅素を用いても同様の効果が得られることは明らか
である。
ンガスを用いたが、ジシラン、トリシラン等、高次の水
素化硅素を用いても同様の効果が得られることは明らか
である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、分子内に
炭素と炭素の二重結合を少なくとも１つ有し、かつこの
二重結合を形成する炭素原子に少なくとも１つのハロゲ
ン原子が結合しているハロゲン化合物を炭素原料とし、
硅素と水素の結合を少なくとも１つ含む化合物を硅素原
料とし、これら炭素原料と硅素原料の混合気体をキャリ
アガスとともに加熱された基板上に供給して基板上に炭
化硅素膜を化学気相成長法により堆積させるので、良質
のＳｉＣ薄膜を従来に比較して低い成長温度で形成でき
る。また、従来の熱ＣＶＤ装置をそのまま利用してＳｉ
Ｃ薄膜が形成できるため、工業性が高いものとなる。
炭素と炭素の二重結合を少なくとも１つ有し、かつこの
二重結合を形成する炭素原子に少なくとも１つのハロゲ
ン原子が結合しているハロゲン化合物を炭素原料とし、
硅素と水素の結合を少なくとも１つ含む化合物を硅素原
料とし、これら炭素原料と硅素原料の混合気体をキャリ
アガスとともに加熱された基板上に供給して基板上に炭
化硅素膜を化学気相成長法により堆積させるので、良質
のＳｉＣ薄膜を従来に比較して低い成長温度で形成でき
る。また、従来の熱ＣＶＤ装置をそのまま利用してＳｉ
Ｃ薄膜が形成できるため、工業性が高いものとなる。
【図１】本発明の形成方法を実施するためのＳｉＣ堆積
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】ＳｉＣ表面に吸着し或いは解離した１，２−２
フッ化エチレンの構造を示す模式図である。
フッ化エチレンの構造を示す模式図である。
【図３】吸着した１，２−２フッ化エチレンの高分解能
電子線エネルギ損失分光スペクトルの基板温度依存性を
示す図である。
電子線エネルギ損失分光スペクトルの基板温度依存性を
示す図である。
【図４】シランを硅素原料とし、１，２−２フッ化エチ
レン及びアセチレンを炭素原料としてＳｉＣ堆積速度の
基板温度依存性を示す図である。
レン及びアセチレンを炭素原料としてＳｉＣ堆積速度の
基板温度依存性を示す図である。
【図５】３フッ化エチレンを炭素原料、シランを硅素原
料とし、キャリアガスとして水素またはヘリウムを用い
たときのＳｉＣ堆積速度の基板温度依存性を示す図であ
る。
料とし、キャリアガスとして水素またはヘリウムを用い
たときのＳｉＣ堆積速度の基板温度依存性を示す図であ
る。
【図６】１，２−２フッ化エチレンを炭素原料、キャリ
アガスを水素とし、硅素原料にシランまたは四塩化硅素
を用いたときのＳｉＣ堆積速度の基板温度依存性を示す
図である。
アガスを水素とし、硅素原料にシランまたは四塩化硅素
を用いたときのＳｉＣ堆積速度の基板温度依存性を示す
図である。
１１ 反応管 １２ サセプタ １３ 基板 １４ 赤外線ランプ １５ ポンプ １６，１７ 圧力制御器 １８ 処理装置 １９ 硅素原料 ２０ 炭素原料 ２１ キャリアガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 分子内に炭素と炭素の二重結合を少なく
とも１つ有し、かつこの二重結合を形成する炭素原子に
少なくとも１つのハロゲン原子が結合しているハロゲン
化合物を炭素原料とし、硅素と水素の結合を少なくとも
１つ含む化合物を硅素原料とし、前記炭素原料と硅素原
料の混合気体をキャリアガスとともに加熱された基板上
に供給して前記基板上に炭化硅素膜を化学気相成長法に
より堆積させることを特徴とする炭化硅素薄膜の形成方
法。 - 【請求項２】 炭素原料のハロゲン元素がフッ素，塩
素，臭素，ヨウ素のいずれかである請求項１の炭化硅素
薄膜の形成方法。 - 【請求項３】 炭素原料がＣ2 Ｈ3 Ｆ、１，１−Ｃ2 Ｈ
2 Ｆ2 、１，２−Ｃ2 Ｈ2 Ｆ2 、Ｃ2 ＨＦ3 及びこれら
の混合気体である請求項１または２の炭化硅素薄膜の形
成方法。 - 【請求項４】 硅素原料がＳｉＨ4 、Ｓｉ2 Ｈ6 、Ｓｉ
3 Ｈ8 及びこれらの混合気体である請求項１ないし３の
いずれかの炭化硅素薄膜の形成方法。 - 【請求項５】 キャリアガスが少なくとも水素分子を含
む気体である請求項１ないし４のいずれかの炭化硅素薄
膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1511296A JP2822970B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 炭化硅素薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1511296A JP2822970B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 炭化硅素薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09208395A JPH09208395A (ja) | 1997-08-12 |
| JP2822970B2 true JP2822970B2 (ja) | 1998-11-11 |
Family
ID=11879754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1511296A Expired - Lifetime JP2822970B2 (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 炭化硅素薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018131661A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Ｓｉ含有膜の成膜方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP1511296A patent/JP2822970B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018131661A (ja) * | 2017-02-16 | 2018-08-23 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Ｓｉ含有膜の成膜方法 |
| JP7061432B2 (ja) | 2017-02-16 | 2022-04-28 | レール・リキード－ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Ｓｉ含有膜の成膜方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09208395A (ja) | 1997-08-12 |
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