JP4769541B2 - 半導体材料の製造方法 - Google Patents
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Description
市販の4H−SiC基板(4H−SiC(0001)8°off toward[11-20]Si面)を用意し、このSiC基板を有機溶媒で洗浄後、フッ化水素で酸化膜を除去した。そして、洗浄後のSiC基板をCVD装置に設けられたチャンバー内部に設置した。
1.SiC基板の表面形状
エピタキシャル成長後のSiC基板を原子間力顕微鏡NV2000〔オリンパス(株)製;Atomic Force Microscope(AFM)〕を用いてXY方向に走査し、図3に示す像を撮影し、この像を観察してSiC基板の表面状態(3次元形状の状態)を評価した。その結果、図1に示すように、[1100]方向に筋状に伸びた周期性の構造が確認された。更に[11−20]方向の断面解析をあわせて行ない、階段状形状が周期的に形成されているのを確認した。
透過型電子顕微鏡4000FX(日本電子(株)製;TEM)を用い、電子線の入射方向を[1100]として、エピタキシャル成長後のSiC基板の測定を行なった。その結果、(0001)面(テラス構造)と(11−2n)面〔n≧0〕(ステップ構造)とからなる階段状形状であることが確認され、ステップ高さh=25nm、テラス幅W=140nmであった。
実施例1において、4H−SiC基板を、市販の6H−SiC基板(6H−SiC(0001)3.5°off toward[11-20]Si面)に代えると共に、チャンバーに接続されたC源ガス供給系により行なったC2H2ガスの供給を、SiC基板を保持するための図示しないカーボンサセプタ(グラファイト製基板ホルダー)を用いた脱離炭素による供給に代えたこと以外、実施例1と同様にして、SiC基板のカーボン過剰面にステップ−テラス構造を形成した。
1.SiC基板の表面形状
エピタキシャル成長後のSiC基板の表面状態(3次元形状の状態)を、実施例1と同様にして評価した結果、[1100]方向に筋状に伸びた周期性の構造が確認された。更に[11−20]方向の断面解析をあわせて行ない、階段状形状が周期的に形成されているのを確認した(図1参照)。
実施例1と同様にして、エピタキシャル成長後のSiC基板の測定を行なった結果、(0001)面(テラス構造)と(11−2n)面〔n≧0〕(ステップ構造)とからなり、ステップ高さh=15nm、テラス幅W=120nmの階段状形状が形成されているのを確認した。
実施例1において、4H−SiC基板を、市販のNドープSiC基板(N+;4H−SiC(0001)8°off toward[11-20]Si面、窒素ドープ、キャリア濃度1×1019cm-3)に代えたこと以外、実施例1と同様にして、カーボン過剰面の形成を試みた。このとき、面積強度比R(=I284.8/I282.8)は17であり、R>0.2を満たすカーボン過剰面が形成されていた。
ここで、下記評価1〜2を行なった。
1.SiC基板の表面形状
エピタキシャル成長後のNドープSiC基板の表面状態(3次元形状の状態)を、実施例1と同様にして評価した結果、[1100]方向に筋状に伸びた周期性の構造が確認された(図1参照)。
実施例1と同様にして、エピタキシャル成長後のNドープSiC基板の測定を行なった結果、(0001)面(テラス構造)と(11−2n)面〔n≧0〕(ステップ構造)とからなり、ステップ高さh=150nm、テラス幅W=1200nmの階段状形状が形成されているのが確認された。
3.導波性能
図4に示すように構成された光導波路素子に波長405nmの光を導入して導波性能を評価した。その結果、伝送損失は1dB/cm以下であった。
13…ステップ−テラス構造からなるSiC層
Claims (2)
- (0001)面からなる幅40nm以上のテラスと、(11−2n)面〔n≧0〕からなる高さ10nm以上のステップとの階段状表面構造を有する半導体材料の製造方法であって、
[0001]軸が[11−20]方向に1°以上傾いたSiC基板を炭素含有雰囲気下で加熱して、X線光電子分光分析装置(XPS)の測定における、SiCに関する信号の面積強度ISiCと、前記SiCに関する信号以外のカーボンに関する信号の面積強度ICとの比(IC/ISiC;=R)がR≧2を満たすカーボン過剰な表面を形成し、前記表面にSiC結晶をエピタキシャル成長させる半導体材料の製造方法。 - 前記加熱は、炭素系ガス濃度が10%以下である炭素含有雰囲気下で行なわれる請求項2に記載の半導体材料の製造方法。
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