JP5486476B2 - Method for manufacturing silicon film - Google Patents

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Description

本発明は、基板上にシリコン膜を気相成長方法させてシリコン膜を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a silicon film by vapor phase growth of a silicon film on a substrate.

特許文献1に、シリコン膜の製造方法の一例が開示されている。特許文献1の技術では、気相成長室内に配置されている載置台上に基板を載置し、気相成長室の上方から基板に向けて原料ガスを供給する。原料ガスは塩化シランガスであり、キャリアガスに混合して供給される。基板は、加熱された状態で回転している。原料ガスが基板の表面に接すると、原料ガスに含まれているシリコン原子が基板と結合し、基板上にシリコン膜が成膜される。基板上にシリコン膜が成膜された後は、原料ガスに含まれているシリコン原子がシリコン膜を構成しているシリコン原子と結合し、シリコン膜の厚みが増していく。すなわち、シリコン膜が結晶成長する。シリコン膜の結晶成長に利用されなかった原料ガスは、基板の表面に沿って基板の端部側に移動し、気相成長装置の外部に排出される。   Patent Document 1 discloses an example of a silicon film manufacturing method. In the technique of Patent Document 1, a substrate is placed on a mounting table disposed in a vapor deposition chamber, and a source gas is supplied from above the vapor deposition chamber toward the substrate. The source gas is a silane chloride gas, and is mixed with the carrier gas and supplied. The substrate is rotated in a heated state. When the source gas comes into contact with the surface of the substrate, silicon atoms contained in the source gas are bonded to the substrate, and a silicon film is formed on the substrate. After the silicon film is formed on the substrate, silicon atoms contained in the source gas are combined with silicon atoms constituting the silicon film, and the thickness of the silicon film increases. That is, the silicon film grows. The source gas that has not been used for the crystal growth of the silicon film moves toward the end of the substrate along the surface of the substrate and is discharged outside the vapor phase growth apparatus.

特開2000−306850号公報JP 2000-306850 A

他の条件が同じであれば、基板温度を高くするほど、基板上に結晶成長するシリコン膜の成長速度が速くなる。その一方において、原料ガスに含まれている塩化シランガスの一部は、基板の表面に達する前に気相中で分解され、塩化水素ガスを生成する。シリコン膜が結晶成長する際に生じる副生成物も塩化水素ガスである。そのため、気相中で分解する塩化シランガス量が増加すると、シリコン膜の成長速度が鈍る。塩化シランガスは、基板周囲の高温空間内で分解する。基板温度を高くするほど、高温空間の範囲は広がり、塩化シランガスの分解が促進する。基板の温度をむやみに高くしても、シリコン膜の成長速度を速くすることができない。   If the other conditions are the same, the higher the substrate temperature, the faster the growth rate of the silicon film that grows on the substrate. On the other hand, a part of the silane chloride gas contained in the source gas is decomposed in the gas phase before reaching the surface of the substrate to generate hydrogen chloride gas. A by-product generated during the crystal growth of the silicon film is also hydrogen chloride gas. Therefore, when the amount of silane chloride gas decomposed in the gas phase increases, the growth rate of the silicon film decreases. Silane chloride gas decomposes in a high-temperature space around the substrate. As the substrate temperature is increased, the range of the high temperature space is expanded and the decomposition of the silane chloride gas is promoted. Even if the temperature of the substrate is increased excessively, the growth rate of the silicon film cannot be increased.

そこで、従来は、基板温度を1000℃〜1100℃の範囲としていた。その温度範囲であれば、塩化シランガスの熱分解を抑制することと、他の条件が同じであれば基板温度が高温であるほど結晶成長速度が高速化するという両現象をバランスよく活用することができ、実際に得られる結晶成長速度が最大化される。その方式で得られる結晶成長速度のためには、塩化シランガスの供給量が基板1cm当たり200μmol/分程度であれば十分である。それ以上のガス量は無用であるばかりか、熱分解で生じる塩化水素ガス量が増加することから不利とされてきた。 Therefore, conventionally, the substrate temperature is in the range of 1000 ° C. to 1100 ° C. In that temperature range, it is possible to balance the use of both the phenomenon of suppressing the thermal decomposition of chlorosilane gas, and the higher the substrate temperature, the faster the crystal growth rate if the other conditions are the same. And the actual crystal growth rate obtained is maximized. For the crystal growth rate obtained by this method, it is sufficient that the supply amount of the silane chloride gas is about 200 μmol / min per 1 cm 2 of the substrate. The amount of gas beyond that is unnecessary, and has been disadvantaged because the amount of hydrogen chloride gas generated by pyrolysis increases.

本発明は、従来よりも高品質なシリコン膜を従来よりも高速で結晶成長させることができる気相成長技術を提供するために開発された。   The present invention has been developed to provide a vapor phase growth technique capable of crystal growth of a higher quality silicon film at a higher speed than before.

本明細書で開示するシリコン膜の製造方法では、基板の回転速度を従来よりも高速化する。すると、塩化シランガスの熱分解が抑制され、基板温度を従来よりも高温にすることができるという現象を利用する。
本明細書で開示するシリコン膜の製造方法では、1250℃〜1350℃に加熱されているとともに1500rpm〜3500rpmで回転している基板に向けて、基板の表面に直交する方向から原料ガスを供給する原料ガスの供給工程を備えている。その方法によると、原料ガスに含まれている塩化シランガスの供給量を、基板1cm当たり200μmol/分以上とすることができ、その供給量に見合った結晶成長速度が得られる。なお、本明細書では、1200℃〜1400℃に加熱されているとともに1500rpm〜3500rpmで回転している基板に向けて、基板の表面に直交する方向から原料ガスを供給する原料ガスの供給工程を備えているシリコン膜の製造方法も開示する。
In the silicon film manufacturing method disclosed in this specification, the rotation speed of the substrate is increased as compared with the conventional method. Then, the thermal decomposition of silane chloride gas is suppressed, and the phenomenon that the substrate temperature can be made higher than before is utilized.
In the silicon film manufacturing method disclosed in this specification, a source gas is supplied from a direction orthogonal to the surface of the substrate toward the substrate heated at 1250 ° C. to 1350 ° C. and rotating at 1500 rpm to 3500 rpm. A source gas supply step is provided. According to this method, the supply amount of the silane chloride gas contained in the source gas can be set to 200 μmol / min or more per 1 cm 2 of the substrate, and a crystal growth rate corresponding to the supply amount can be obtained. In the present specification, a source gas supply step for supplying source gas from a direction orthogonal to the surface of the substrate toward a substrate heated at 1200 to 1400 ° C. and rotating at 1500 to 3500 rpm. A method for manufacturing a silicon film is also disclosed.

基板の回転速度が速くなると、原料ガスの流れが乱れ易くなり、結晶成長するシリコン膜の品質の低下が懸念される。しかしながら、実際には、基板回転数を1500rpm以上にしても、3500rpm以下でさえあれば、結晶成長するシリコン膜の品質が低下しないことが見出された。
基板の回転速度が速くなると、加熱されている基板により原料ガスが加熱されて高温となる気相範囲が狭くなる。すなわち、基板の回転速度が速くなると、塩化シランガスが高温範囲(熱分解する温度以上に加熱される範囲)を通過して基板表面に到達する時間が短くなり、塩化シランガスの熱分解が抑制される。塩化シランガスの熱分解を抑制できれば、基板温度を上昇させることが可能となる。
本方法では、これらの技術要素を組みあわせ、基板1cm当たり200μmol/分以上の塩化シランガスを供給することが必要となるほどに高速な結晶成長速度を得ることに成功したものである。
When the rotation speed of the substrate is increased, the flow of the source gas is likely to be disturbed, and there is a concern that the quality of the silicon film on which the crystal grows is degraded. However, in practice, it has been found that even if the substrate rotation speed is 1500 rpm or more, the quality of the silicon film on which crystals grow does not deteriorate as long as it is 3500 rpm or less.
When the rotation speed of the substrate is increased, the gas phase range in which the source gas is heated by the heated substrate and becomes high temperature is narrowed. That is, when the rotation speed of the substrate increases, the time for the silane chloride gas to reach the substrate surface through the high temperature range (the range heated to a temperature higher than the thermal decomposition temperature) is shortened, and the thermal decomposition of the silane chloride gas is suppressed. . If thermal decomposition of chlorosilane gas can be suppressed, the substrate temperature can be increased.
In this method, these technical elements are combined, and a crystal growth rate as high as required to supply 200 μmol / min or more of silane chloride gas per 1 cm 2 of the substrate has been successfully obtained.

上記の方法では、シリコンの融点よりも高い融点の基板を利用することが好ましい。シリコンの融点は1412℃である。そのため、融点が1412℃よりも高い基板を使用すれば、基板を1400℃まで加熱したときに、基板が溶融することを確実に防止することができる。そのような材料の例として、III族窒化物半導体(GaN,AlN、AlGaN等),サファイア(Al),炭化シリコン(SiC)等が挙げられる。 In the above method, it is preferable to use a substrate having a melting point higher than that of silicon. The melting point of silicon is 1412 ° C. Therefore, if a substrate having a melting point higher than 1412 ° C. is used, it is possible to reliably prevent the substrate from melting when the substrate is heated to 1400 ° C. Examples of such materials include group III nitride semiconductors (GaN, AlN, AlGaN, etc.), sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), and the like.

本明細書で開示する技術によると、従来よりも高品質なシリコン膜を従来よりも高速で結晶成長させることができる。   According to the technique disclosed in this specification, it is possible to grow a crystal of a higher quality silicon film at a higher speed than in the past.

実施例の気相成長方法で使用する気相成長装置の断面図を示す。Sectional drawing of the vapor phase growth apparatus used with the vapor phase growth method of an Example is shown. 図1の部分拡大断面図を用いて、シリコン膜が結晶成長している状態を示す。The state in which the silicon film is grown is shown using the partial enlarged cross-sectional view of FIG. 図1の部分拡大断面図を用いて、シリコン堆積比が20%を超えた状態を示す。The state in which the silicon deposition ratio exceeds 20% is shown using the partially enlarged sectional view of FIG. 基板の回転速度を一定にしたときの、基板の温度とシリコン堆積率との関係を示す。The relationship between the substrate temperature and the silicon deposition rate when the rotation speed of the substrate is constant is shown. 基板の温度を一定にしたときの、基板の回転速度とシリコン堆積率との関係を示す。The relationship between the rotation speed of the substrate and the silicon deposition rate when the temperature of the substrate is kept constant is shown.

本明細書で開示される技術的特徴の幾つかを以下に整理して記す。
(特徴1)基板1cmあたり200〜300μmol/分の原料ガスを気相成長室に供給する。
(特徴2)基板の回転速度を2000〜3000rpmに維持した状態で、原料ガスを基板に供給する。
(特徴3)基板の温度を1250〜1350℃に維持した状態で、原料ガスを基板に供給する。
Some of the technical features disclosed in this specification are summarized below.
(Feature 1) A source gas of 200 to 300 μmol / min is supplied to the vapor phase growth chamber per 1 cm 2 of the substrate.
(Feature 2) The source gas is supplied to the substrate while maintaining the rotation speed of the substrate at 2000 to 3000 rpm.
(Feature 3) The source gas is supplied to the substrate while the substrate temperature is maintained at 1250 to 1350 ° C.

図1に示すように、気相成長装置1は、気相成長室4と、載置台10と、ヒータ8を備えている。気相成長室4の上部に、原料供給口2が設けられている。原料供給口2は、載置台10の表面に直交する方向に設けられている。気相成長室4の下部に、排気口12が設けられている。原料ガス18は塩化シランガスであり、原料ガス槽(図示省略)から原料供給口2を通じて気相成長室4内に導入される。原料ガス18とともにキャリアガス(図示省略)も気相成長室4内に導入される。排気ガス16は、気相成長室4内から排気口12を通じて気相成長装置1の外に排出される。載置台10は、モータ(図示省略)によって、矢印14に示すように回転することができる。載置台10の表面には、基板6を載置することができる。載置台10の内部に、ヒータ8が設けられている。ヒータ8によって、基板6を所定の温度まで加熱することができる。破線17で囲った部分は、気相温度が900℃を超えている高温空間17の範囲を示している。高温空間17については後述する。   As shown in FIG. 1, the vapor phase growth apparatus 1 includes a vapor phase growth chamber 4, a mounting table 10, and a heater 8. A raw material supply port 2 is provided above the vapor phase growth chamber 4. The raw material supply port 2 is provided in a direction orthogonal to the surface of the mounting table 10. An exhaust port 12 is provided below the vapor phase growth chamber 4. The source gas 18 is a silane chloride gas, and is introduced into the vapor phase growth chamber 4 from the source gas tank (not shown) through the source supply port 2. A carrier gas (not shown) is also introduced into the vapor phase growth chamber 4 together with the source gas 18. The exhaust gas 16 is exhausted from the vapor phase growth chamber 4 through the exhaust port 12 to the outside of the vapor phase growth apparatus 1. The mounting table 10 can be rotated as indicated by an arrow 14 by a motor (not shown). A substrate 6 can be mounted on the surface of the mounting table 10. A heater 8 is provided inside the mounting table 10. The substrate 6 can be heated to a predetermined temperature by the heater 8. A portion surrounded by a broken line 17 indicates a range of the high temperature space 17 where the gas phase temperature exceeds 900 ° C. The high temperature space 17 will be described later.

次に、基板の表面にシリコン膜を気相成長させる方法について説明する。本実施例では、窒化アルミニウム(AlN)基板6上にシリコン膜を成長させる方法について説明する。まず、載置台10の表面に窒化アルミニウム基板6を載置した後、載置台10を2500rpmの速度で回転させながら、窒化アルミニウム基板6を1270℃まで加熱する。その後、窒化アルミニウム基板6の温度を1270℃に維持したまま、原料ガス18を、キャリアガスとともに原料供給口2から気相成長室4に導入する。詳細は後述するが、窒化アルミニウム基板6の温度は、1200〜1400℃の範囲内に維持されていればよく、好ましくは、1250〜1350℃の範囲内に維持されていればよい。また、窒化アルミニウム基板6の回転速度は、1500rpm〜3500rpmに維持されていればよく、好ましくは、2000〜3000rpmに維持されていればよい。なお、従来の技術では、基板の表面にシリコン膜を結晶成長させる場合、基板を1000〜1100℃の範囲に加熱した状態で気相成長を行う。本実施例では、従来よりも基板の温度を高く維持した状態で気相成長を行う。   Next, a method for vapor-depositing a silicon film on the surface of the substrate will be described. In the present embodiment, a method of growing a silicon film on an aluminum nitride (AlN) substrate 6 will be described. First, after placing the aluminum nitride substrate 6 on the surface of the mounting table 10, the aluminum nitride substrate 6 is heated to 1270 ° C. while rotating the mounting table 10 at a speed of 2500 rpm. Thereafter, the source gas 18 is introduced into the vapor phase growth chamber 4 from the source supply port 2 together with the carrier gas while maintaining the temperature of the aluminum nitride substrate 6 at 1270 ° C. Although details will be described later, the temperature of the aluminum nitride substrate 6 may be maintained in a range of 1200 to 1400 ° C., and preferably in a range of 1250 to 1350 ° C. Moreover, the rotational speed of the aluminum nitride substrate 6 should just be maintained at 1500 rpm-3500 rpm, Preferably, it should just be maintained at 2000-3000 rpm. In the conventional technique, when a silicon film is grown on the surface of the substrate, vapor phase growth is performed in a state where the substrate is heated in a range of 1000 to 1100 ° C. In this embodiment, vapor phase growth is performed in a state where the temperature of the substrate is maintained higher than in the prior art.

原料ガス18は、三塩化シラン(トリクロロシラン:SiHCl)ガスであり、窒化アルミニウム基板6の表面に1cm(以下、基板単位面積と称する)当たり200〜300μmol/分で供給する。原料ガス18とともに水素(H)ガスも供給する。水素ガスはキャリアガスの一例である。なお、キャリアガスは、必要に応じて不活性ガスを含んでいてもよい。また、原料ガス18とともに、不純物のドーパントガスを供給してもよい。原料ガス18とともに不純物のドーパントガスを供給すれば、n型又はp型のシリコン膜を結晶成長させることができる。理由は後述するが、従来の気相成長技術では、原料ガスの供給量は、基板単位面積当たり100〜200μmol/分が限界であった。一般的に、原料ガスの供給量が多いほど、シリコン膜の成長速度も速くなる。本実施例の気相成長では、従来の気相成長技術では採用することができなかった多量の原料ガスを基板に供給することができる。 The source gas 18 is a silane trichloride (trichlorosilane: SiHCl 3 ) gas, and is supplied to the surface of the aluminum nitride substrate 6 at 200 to 300 μmol / min per 1 cm 2 (hereinafter referred to as a substrate unit area). Hydrogen (H 2 ) gas is also supplied together with the source gas 18. Hydrogen gas is an example of a carrier gas. The carrier gas may contain an inert gas as necessary. In addition to the source gas 18, an impurity dopant gas may be supplied. If an impurity dopant gas is supplied together with the source gas 18, an n-type or p-type silicon film can be crystal-grown. Although the reason will be described later, in the conventional vapor phase growth technique, the supply amount of the source gas is limited to 100 to 200 μmol / min per unit area of the substrate. In general, the larger the supply amount of the source gas, the faster the growth rate of the silicon film. In the vapor phase growth of this embodiment, a large amount of source gas that could not be adopted by the conventional vapor phase growth technology can be supplied to the substrate.

原料供給口2は、窒化アルミニウム基板6の表面に直交する方向に設けられている。そのため、気相成長室4内に導入された原料ガス18は、窒化アルミニウム基板6の表面に直交する方向から、窒化アルミニウム基板6の表面に移動する。この方法は、原料ガス18を窒化アルミニウム基板6の表面に平行な方向から供給する方法に比べ、原料ガス18が高温空間17を通過する距離を短くすることができる。その結果、原料ガス18の温度が上昇することを抑制することができる。原料ガス18が分解する温度に曝される時間を短くすることができる。また、窒化アルミニウム基板6を高速で回転させるほど、高温空間17の範囲を縮小させることができる。本実施例では、窒化アルミニウム基板6を2500rpmで回転させて高温空間17の範囲を縮小させることにより、従来技術よりも原料ガス18が分解する温度に曝される時間を短くしている。   The raw material supply port 2 is provided in a direction orthogonal to the surface of the aluminum nitride substrate 6. Therefore, the source gas 18 introduced into the vapor phase growth chamber 4 moves to the surface of the aluminum nitride substrate 6 from the direction orthogonal to the surface of the aluminum nitride substrate 6. This method can shorten the distance that the source gas 18 passes through the high-temperature space 17 as compared with a method in which the source gas 18 is supplied from a direction parallel to the surface of the aluminum nitride substrate 6. As a result, an increase in the temperature of the source gas 18 can be suppressed. The time during which the source gas 18 is exposed to the temperature for decomposition can be shortened. Further, the range of the high temperature space 17 can be reduced as the aluminum nitride substrate 6 is rotated at a higher speed. In this embodiment, the aluminum nitride substrate 6 is rotated at 2500 rpm to reduce the range of the high-temperature space 17, thereby shortening the time of exposure to the temperature at which the source gas 18 is decomposed as compared with the prior art.

図2に示すように、原料ガス18が窒化アルミニウム基板6の表面に達すると、シリコン膜20が、窒化アルミニウム基板6上に結晶成長する。結晶成長に利用されなかった原料ガス18は、窒化アルミニウム基板6の表面に沿って窒化アルミニウム基板6の径方向外側に移動する。結晶成長に利用されなかった原料ガス18、及び、結晶成長により発生した副生成物は、排気ガス16として気相成長装置1の外に排出される。排気ガス16は、気相成長装置1の外に排出される途中で、載置台10のうちの窒化アルミニウム基板6が載置されていない部分に接する。排気ガス16中には結晶成長に利用されなかった原料ガス18が含まれているので、載置台10の表面にもシリコンの堆積膜22が形成される。なお、シリコン堆積膜22は、窒化アルミニウム基板6上に形成されるシリコン膜20のような単結晶シリコンではなく、多結晶シリコン、非晶質シリコン又はシリコン化合物であることが多い。   As shown in FIG. 2, when the source gas 18 reaches the surface of the aluminum nitride substrate 6, the silicon film 20 grows on the aluminum nitride substrate 6. The source gas 18 that has not been used for crystal growth moves radially outward of the aluminum nitride substrate 6 along the surface of the aluminum nitride substrate 6. The raw material gas 18 that has not been used for crystal growth and the by-products generated by the crystal growth are discharged out of the vapor phase growth apparatus 1 as exhaust gas 16. The exhaust gas 16 is in contact with a portion of the mounting table 10 where the aluminum nitride substrate 6 is not mounted while being exhausted outside the vapor phase growth apparatus 1. Since the exhaust gas 16 contains a source gas 18 that was not used for crystal growth, a silicon deposition film 22 is also formed on the surface of the mounting table 10. The silicon deposition film 22 is not polycrystalline silicon like the silicon film 20 formed on the aluminum nitride substrate 6 but is often polycrystalline silicon, amorphous silicon, or a silicon compound.

ここで、原料ガス18からシリコン膜20が形成されるまでの反応について説明する。下記式(1)の反応は、原料ガス18(三塩化シラン)の分解反応を示している。式(1)の反応は、原料ガス18の温度が900℃を超えると起こり始め、原料ガス18の温度が上昇するほど活発になる。上記したように、窒化アルミニウム基板6は、予め1270℃に加熱されている。そのため、窒化アルミニウム基板6の周囲に、温度が900℃を超える高温空間17が形成される。式(1)の反応は、窒化アルミニウム基板6の表面上だけでなく、原料ガス18が窒化アルミニウム基板6の表面に接するよりも前に、高温空間17でも起こる。
式(1):SiHCl→SiCl+HCl
Here, the reaction until the silicon film 20 is formed from the source gas 18 will be described. The reaction of the following formula (1) indicates a decomposition reaction of the raw material gas 18 (silane trichloride). The reaction of formula (1) begins to occur when the temperature of the source gas 18 exceeds 900 ° C., and becomes more active as the temperature of the source gas 18 increases. As described above, the aluminum nitride substrate 6 is heated to 1270 ° C. in advance. Therefore, a high temperature space 17 having a temperature exceeding 900 ° C. is formed around the aluminum nitride substrate 6. The reaction of Formula (1) occurs not only on the surface of the aluminum nitride substrate 6 but also in the high-temperature space 17 before the source gas 18 contacts the surface of the aluminum nitride substrate 6.
Formula (1): SiHCl 3 → SiCl 2 + HCl

窒化アルミニウム基板6の表面では、上記式(1)に続いて下記式(2)の反応が起こる。式(2)の反応は、式(1)で生じたSiClとキャリアガス(Hガス)が反応し、Siと塩化水素ガス(HClガス)が生じることを示している。式(1)で生じたSiClのSi原子は、窒化アルミニウム基板6の表面、又は、シリコン膜20表層部のSi原子に結合する。窒化アルミニウム基板6又はシリコン膜20表層部に結合したSiClのCl原子がHガスによって除去されると、窒化アルミニウム基板6上にSi原子の成長膜が形成され、シリコン膜20の厚みが増していく。
式(2):SiCl+H→Si+2HCl
On the surface of the aluminum nitride substrate 6, the reaction of the following formula (2) occurs following the above formula (1). The reaction of Formula (2) indicates that SiCl 2 generated in Formula (1) reacts with a carrier gas (H 2 gas) to generate Si and hydrogen chloride gas (HCl gas). The SiCl 2 Si atoms generated in the formula (1) are bonded to the surface of the aluminum nitride substrate 6 or Si atoms on the surface layer portion of the silicon film 20. When the Cl atoms of SiCl 2 bonded to the surface layer portion of the aluminum nitride substrate 6 or the silicon film 20 are removed by the H 2 gas, a grown film of Si atoms is formed on the aluminum nitride substrate 6 and the thickness of the silicon film 20 increases. To go.
Formula (2): SiCl 2 + H 2 → Si + 2HCl

窒化アルミニウム基板6の表面では、上記式(2)の反応に加え、一定の割合で下記式(3)の反応も起こる。式(3)の反応は、式(2)の逆反応である。式(3)の反応が活発になると、シリコン膜20の成長速度は遅くなる。式(3)から明らかなように、式(3)の反応は、気相成長室4内のHClガスの濃度が濃くなるほど起こり易くなる。そのため、気相成長室4内で式(1)の反応が過剰に起こると、シリコン膜20の成長速度は遅くなる。
式(3):Si+3HCl→SiHCl+H
On the surface of the aluminum nitride substrate 6, in addition to the reaction of the above formula (2), the reaction of the following formula (3) also occurs at a constant rate. The reaction of formula (3) is the reverse reaction of formula (2). When the reaction of formula (3) becomes active, the growth rate of the silicon film 20 becomes slow. As apparent from the equation (3), the reaction of the equation (3) is more likely to occur as the concentration of the HCl gas in the vapor phase growth chamber 4 becomes higher. Therefore, when the reaction of the formula (1) occurs excessively in the vapor phase growth chamber 4, the growth rate of the silicon film 20 is slowed down.
Formula (3): Si + 3HCl → SiHCl 3 + H 2

窒化アルミニウム基板6の加熱温度を高くするほど、式(2)の反応が起こり易くなり、シリコン膜20の結晶成長が速くなる。しかしながら、窒化アルミニウム基板6の加熱温度を高くするほど、高温空間17の範囲が広がり、式(1)の反応が起こり易くなる。従来の気相成長技術では、原料ガス18を基板単位面積当たり200μmol/分以上で供給すると、式(1)の反応により塩化水素ガスの量が増加し、式(3)に示す逆反応が活発化する。シリコン膜20の結晶成長に消費される原料ガス18の量が減少する。その結果、排気ガス16に含まれる原料ガス18の濃度が濃くなる。排気ガス16中の原料ガス18の濃度が濃くなると、載置台10の表面にシリコンが堆積し、シリコン堆積膜22の厚みt22が厚くなる。窒化アルミニウム基板6の加熱温度、窒化アルミニウム基板6の回転速度を調整することにより、シリコン堆積膜22の厚みt22を調整することは可能であるが、シリコン堆積膜22の発生をゼロにすることはできない。   As the heating temperature of the aluminum nitride substrate 6 is increased, the reaction of the formula (2) is more likely to occur, and the crystal growth of the silicon film 20 is accelerated. However, as the heating temperature of the aluminum nitride substrate 6 is increased, the range of the high-temperature space 17 is expanded, and the reaction of the formula (1) is likely to occur. In the conventional vapor phase growth technique, when the source gas 18 is supplied at 200 μmol / min or more per substrate unit area, the amount of hydrogen chloride gas increases due to the reaction of the formula (1), and the reverse reaction shown in the formula (3) is active. Turn into. The amount of source gas 18 consumed for crystal growth of the silicon film 20 is reduced. As a result, the concentration of the source gas 18 contained in the exhaust gas 16 is increased. When the concentration of the source gas 18 in the exhaust gas 16 is increased, silicon is deposited on the surface of the mounting table 10, and the thickness t22 of the silicon deposition film 22 is increased. Although it is possible to adjust the thickness t22 of the silicon deposited film 22 by adjusting the heating temperature of the aluminum nitride substrate 6 and the rotation speed of the aluminum nitride substrate 6, it is possible to make the generation of the silicon deposited film 22 zero. Can not.

シリコン膜20の厚みt20に対するシリコン堆積膜22の厚みt22(シリコン堆積率:t22/t20×100)が20%を超えると、図3に示すように、シリコン膜20とシリコン堆積膜22が連結部21によって繋がる。シリコン膜20とシリコン堆積膜22が繋がると、窒化アルミニウム基板6を載置台10から取り外すことが困難になる。すなわち、窒化アルミニウム基板6が載置台10に張り付いてしまう。その結果、載置台10から窒化アルミニウム基板6を取り外すときに、窒化アルミニウム基板6又はシリコン膜20が破損することがある。また、シリコン堆積率が大きくなると、窒化アルミニウム基板6とシリコン堆積膜22の熱膨張係数の違いにより、窒化アルミニウム基板6に歪みが発生することがある。窒化アルミニウム基板6に歪みが発生すると、スリップ転位が発生し、シリコン膜20の表面に窪みが形成されることがある。   If the thickness t22 of the silicon deposition film 22 with respect to the thickness t20 of the silicon film 20 (silicon deposition rate: t22 / t20 × 100) exceeds 20%, the silicon film 20 and the silicon deposition film 22 are connected to each other as shown in FIG. 21 is connected. When the silicon film 20 and the silicon deposition film 22 are connected, it becomes difficult to remove the aluminum nitride substrate 6 from the mounting table 10. That is, the aluminum nitride substrate 6 sticks to the mounting table 10. As a result, when the aluminum nitride substrate 6 is removed from the mounting table 10, the aluminum nitride substrate 6 or the silicon film 20 may be damaged. Further, when the silicon deposition rate increases, distortion may occur in the aluminum nitride substrate 6 due to the difference in thermal expansion coefficient between the aluminum nitride substrate 6 and the silicon deposition film 22. When distortion occurs in the aluminum nitride substrate 6, slip dislocation may occur and a depression may be formed on the surface of the silicon film 20.

従来の気相成長技術では、原料ガス18を基板単位面積当たり200μmol/分以上で供給すると、式(1)の反応により塩化水素ガスの量が増加し、式(3)に示す逆反応が活発化する。載置台10の表面にシリコンが堆積し易くなり、上記した「張り付き」、「スリップ転位」等の不具合が発生する。そのため、従来の気相成長技術では、原料ガス18を基板単位面積当たり200μmol/分以上で供給することはなかった。   In the conventional vapor phase growth technique, when the source gas 18 is supplied at 200 μmol / min or more per substrate unit area, the amount of hydrogen chloride gas increases due to the reaction of the formula (1), and the reverse reaction shown in the formula (3) is active. Turn into. Silicon easily accumulates on the surface of the mounting table 10, and problems such as “sticking” and “slip dislocation” occur. Therefore, in the conventional vapor phase growth technique, the source gas 18 has not been supplied at 200 μmol / min or more per substrate unit area.

上記したように、「張り付き」、「スリップ転位」等の不具合は、シリコン堆積率が20%を超えると発生する。これらの不具合が発生することを防止するためには、シリコン堆積率を20%以下に調整することが必要である。本実施例の気相成長方法では、窒化アルミニウム基板6を1500rpm〜3500rpmで回転させ、高温空間17の範囲を縮小させる。基板を高速で回転することにより、気相中における上記式(1)の反応を抑制し、上記式(3)に示す逆反応を抑制する。それにより、シリコン膜20の結晶成長に利用される原料ガス18量を増大させ、シリコン膜20を高速で結晶成長させる。その結果、シリコン堆積率が20%を超えないレベルまで排気ガス16に含まれる原料ガス18の濃度が低減する。なお、窒化アルミニウム基板6が3500rpmを超えると、高温空間17の範囲は縮小するものの、原料ガス18の流れに乱れが生じる。原料ガス18が窒化アルミニウム基板6に達しないで、載置台10の表面に直接接することがある。それにより、上記した不具合が発生し、シリコン膜20の品質が低下する。なお、実験の結果、シリコン堆積率が15%のときは、「張り付き」及び「スリップ転位」は発生しなかった。シリコン堆積率が20%のときも、「張り付き」及び「スリップ転位」は発生しなかった。シリコン堆積率が25%のときは、「張り付き」は発生しなかったものの「スリップ転位」が発生した。シリコン堆積率が30%のときは、「張り付き」及び「スリップ転位」が発生した。シリコン堆積率が50%まで増加すると、「張り付き」及び顕著な「スリップ転位」が発生した。   As described above, problems such as “sticking” and “slip dislocation” occur when the silicon deposition rate exceeds 20%. In order to prevent these problems from occurring, it is necessary to adjust the silicon deposition rate to 20% or less. In the vapor phase growth method of the present embodiment, the aluminum nitride substrate 6 is rotated at 1500 rpm to 3500 rpm, and the range of the high temperature space 17 is reduced. By rotating the substrate at high speed, the reaction of the above formula (1) in the gas phase is suppressed, and the reverse reaction shown in the above formula (3) is suppressed. Thereby, the amount of the source gas 18 used for crystal growth of the silicon film 20 is increased, and the silicon film 20 is crystal-grown at high speed. As a result, the concentration of the source gas 18 contained in the exhaust gas 16 is reduced to a level where the silicon deposition rate does not exceed 20%. When the aluminum nitride substrate 6 exceeds 3500 rpm, the range of the high temperature space 17 is reduced, but the flow of the source gas 18 is disturbed. In some cases, the source gas 18 does not reach the aluminum nitride substrate 6 and directly contacts the surface of the mounting table 10. As a result, the above-described problems occur, and the quality of the silicon film 20 decreases. As a result of the experiment, “sticking” and “slip dislocation” did not occur when the silicon deposition rate was 15%. Even when the silicon deposition rate was 20%, “sticking” and “slip dislocation” did not occur. When the silicon deposition rate was 25%, “sticking” did not occur, but “slip dislocation” occurred. When the silicon deposition rate was 30%, “sticking” and “slip dislocation” occurred. As the silicon deposition rate increased to 50%, “sticking” and significant “slip dislocations” occurred.

図4は、窒化アルミニウム基板6を2500rpmで回転させたときのシリコン堆積率を示す。図4の横軸は窒化アルミニウム基板6の温度を示し、縦軸はシリコン堆積率を示す。気相成長室1への原料ガス18の供給量は単位面積当たり300μmol/分である。図4の曲線32に示すように、基板の回転速度が2500rpmの場合、基板温度が1200〜1400℃の範囲でシリコン堆積率が20%以下を満足する。なお、基板の回転速度を1500〜3500rpmにすれば、基板温度が1200〜1400℃の範囲の全てでシリコン堆積率が20%以下を満足することが確認されている。すなわち、原料ガス18を窒化アルミニウム基板6に供給するときに、基板温度を1200〜1400℃に維持するとともに基板の回転速度を1500〜3500rpmに維持すれば、シリコン堆積率を20%以下に抑制することができる。   FIG. 4 shows the silicon deposition rate when the aluminum nitride substrate 6 is rotated at 2500 rpm. The horizontal axis in FIG. 4 indicates the temperature of the aluminum nitride substrate 6, and the vertical axis indicates the silicon deposition rate. The supply amount of the source gas 18 to the vapor phase growth chamber 1 is 300 μmol / min per unit area. As shown by a curve 32 in FIG. 4, when the rotation speed of the substrate is 2500 rpm, the silicon deposition rate is 20% or less when the substrate temperature is in the range of 1200 to 1400 ° C. It has been confirmed that when the substrate rotation speed is set to 1500 to 3500 rpm, the silicon deposition rate satisfies 20% or less in the entire range of the substrate temperature of 1200 to 1400 ° C. That is, when the source gas 18 is supplied to the aluminum nitride substrate 6, if the substrate temperature is maintained at 1200 to 1400 ° C. and the rotation speed of the substrate is maintained at 1500 to 3500 rpm, the silicon deposition rate is suppressed to 20% or less. be able to.

なお、基板温度1200℃,基板回転速度1500rpmのときのシリコン堆積率は20%であり、基板温度1200℃,基板回転速度3500rpmのときのシリコン堆積率は20%であった。また、基板温度1400℃,基板回転速度1500rpmのときのシリコン堆積率は20%であり、基板温度1400℃,基板回転速度3500rpmのときのシリコン堆積率は20%であった。プロット30は、従来技術の製造条件(基板温度1100℃,基板回転速度1000rpm)において、気相成長室1への原料ガス18の供給量を単位面積当たり300μmol/分とした結果である。従来技術の製造条件では、シリコン堆積率は50%である。すなわち、基板温度と基板の回転速度を従来条件のままとし、原料ガスを単位面積当たり300μmol/分で供給すると、「張り付き」、「スリップ転位」等の不具合が発生する。   The silicon deposition rate at a substrate temperature of 1200 ° C. and a substrate rotation speed of 1500 rpm was 20%, and the silicon deposition rate at a substrate temperature of 1200 ° C. and a substrate rotation speed of 3500 rpm was 20%. Further, the silicon deposition rate was 20% when the substrate temperature was 1400 ° C. and the substrate rotation speed was 1500 rpm, and the silicon deposition rate was 20% when the substrate temperature was 1400 ° C. and the substrate rotation speed was 3500 rpm. Plot 30 is a result of setting the supply amount of the source gas 18 to the vapor phase growth chamber 1 to 300 μmol / min per unit area under the manufacturing conditions of the prior art (substrate temperature 1100 ° C., substrate rotation speed 1000 rpm). Under the prior art manufacturing conditions, the silicon deposition rate is 50%. That is, if the substrate temperature and the rotation speed of the substrate are kept at the conventional conditions and the source gas is supplied at 300 μmol / min per unit area, problems such as “sticking” and “slip dislocation” occur.

上記したように、基板温度を1200〜1400℃に維持するとともに基板の回転速度を1500〜3500rpmに維持すれば、シリコン堆積率を20%以下に抑制することができる。窒化アルミニウム基板6上で消費される原料ガス18の量が増大し、シリコン膜20を高速で結晶成長させることができる。図5は、窒化アルミニウム基板6を1270℃に加熱したときの、シリコン堆積率を示す。図5の横軸は窒化アルミニウム基板6の回転速度を示し、縦軸はシリコン堆積率を示す。気相成長室への原料ガス18の供給量は単位面積当たり300μmol/分である。図5の曲線36に示すように、基板の回転速度を1500〜3500rpmにすると、シリコン堆積率が20%以下を満足することが確認される。プロット34は、従来技術の製造条件におけるシリコン堆積率を示している。プロット34は、図4のプロット30と同じ結果を示している。   As described above, if the substrate temperature is maintained at 1200 to 1400 ° C. and the rotation speed of the substrate is maintained at 1500 to 3500 rpm, the silicon deposition rate can be suppressed to 20% or less. The amount of the source gas 18 consumed on the aluminum nitride substrate 6 increases, and the silicon film 20 can be crystal-grown at high speed. FIG. 5 shows the silicon deposition rate when the aluminum nitride substrate 6 is heated to 1270 ° C. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the rotation speed of the aluminum nitride substrate 6, and the vertical axis indicates the silicon deposition rate. The supply amount of the source gas 18 to the vapor phase growth chamber is 300 μmol / min per unit area. As shown by a curve 36 in FIG. 5, it is confirmed that the silicon deposition rate satisfies 20% or less when the rotation speed of the substrate is 1500 to 3500 rpm. Plot 34 shows the silicon deposition rate under the prior art manufacturing conditions. Plot 34 shows the same results as plot 30 of FIG.

上記したように、本実施例では、1200℃〜1400℃に加熱されているとともに1500rpm〜3500rpmで回転している基板に向けて、基板の表面に直交する方向から原料ガスを供給する。それにより、原料ガスを基板単位面積当たり200μmol/分以上で供給しても、シリコン堆積率を20%以下に抑制することができる。シリコン膜を高速で結晶成長させながら、基板が載置台に張り付いたり、スリップ転位が生じることを抑制することができる。なお、原料ガスの供給量が基板単位面積当たり300μmol/分を超えると、シリコン膜の結晶成長速度が速くなりすぎ、スパイクと呼ばれる異常成長部が形成される等、高品質なシリコン膜が得られなくなることがある。よって、原料ガスの供給量は、基板単位面積当たり200〜300μmol/分であることが好ましい。   As described above, in this embodiment, the source gas is supplied from the direction orthogonal to the surface of the substrate toward the substrate that is heated to 1200 ° C. to 1400 ° C. and is rotated at 1500 rpm to 3500 rpm. Thereby, even if the source gas is supplied at 200 μmol / min or more per substrate unit area, the silicon deposition rate can be suppressed to 20% or less. While the silicon film is grown at a high speed, it is possible to suppress the substrate from sticking to the mounting table and the occurrence of slip dislocation. Note that if the supply amount of the source gas exceeds 300 μmol / min per unit area of the substrate, the silicon film crystal growth rate becomes too high, and abnormal growth parts called spikes are formed, resulting in a high-quality silicon film. It may disappear. Therefore, the supply amount of the source gas is preferably 200 to 300 μmol / min per substrate unit area.

上記したように、基板を高温に加熱すればシリコン膜の成長速度が速くなることは、従来から知られていた。しかしながら、基板を高温に加熱すると、気相中で式(1)の分解反応が過剰に起こり、式(3)の逆反応が活発化する。そのため、従来技術では基板の加熱温度の上限を1100℃程度に抑えていた。そのため、シリコン膜の成長速度を速くすることができず、原料ガスの供給量は、基板単位面積当たり100〜200μmol/分に抑えられていた。一方で、シリコン膜を結晶成長させる場合に、基板の張り付き、スリップ転位等が生じることは経験的に知られていた。これらの現象が発生すると、シリコン膜の品質が低下する。しかしながら、シリコン堆積率が20%を超えない程に高速でシリコン膜を結晶成長させることで、これらの不具合を抑制する検討は行われていなかった。そのため、従来は、基板の加熱温度、基板の回転速度を適当な範囲に調整し、高品質なシリコン膜を高速で結晶成長させる検討が不充分であった。本実施例で開示した気相成長方法により、従来よりも高品質なシリコン膜を高速で結晶成長させることができる。本実施例の気相成長方法を用いれば、基板上に100〜200μmの厚いシリコン膜を高品質に製造することができる。   As described above, it has been conventionally known that the growth rate of a silicon film increases when the substrate is heated to a high temperature. However, when the substrate is heated to a high temperature, the decomposition reaction of formula (1) occurs excessively in the gas phase, and the reverse reaction of formula (3) is activated. Therefore, in the prior art, the upper limit of the heating temperature of the substrate is suppressed to about 1100 ° C. For this reason, the growth rate of the silicon film cannot be increased, and the supply amount of the source gas is suppressed to 100 to 200 μmol / min per unit area of the substrate. On the other hand, it has been empirically known that when a silicon film is crystal-grown, sticking of the substrate, slip dislocation, and the like occur. When these phenomena occur, the quality of the silicon film deteriorates. However, no study has been made to suppress these problems by growing the silicon film at a high speed so that the silicon deposition rate does not exceed 20%. For this reason, conventionally, it has been insufficient to adjust the heating temperature of the substrate and the rotation speed of the substrate to appropriate ranges to grow a high-quality silicon film at high speed. By the vapor phase growth method disclosed in the present embodiment, a silicon film with higher quality than the conventional one can be grown at high speed. If the vapor phase growth method of the present embodiment is used, a thick silicon film of 100 to 200 μm can be manufactured with high quality on the substrate.

以下に、基板を加熱する温度、及び、基板の回転速度について、より好ましい数値範囲を説明する。図4に示すように、基板温度1350℃付近までは、基板温度が高くなるに従ってシリコン堆積率は減少している。基板温度が1350℃を超えると、シリコン堆積率は急速に増加し始める。シリコン堆積率を確実に20%以下に抑制するためには、基板温度を1350℃以下に維持することが好ましい。また、シリコン堆積率は、基板温度1250℃以上では、基板温度が高くなっても緩やかに減少する。しかしながら、基板温度1250℃までは、基板温度1250℃以上に比べ、基板温度が高くなるに従って比較的急速に減少している。よって、シリコン堆積率を確実に20%以下に抑制するためには、基板温度を1250℃以上に維持することが好ましい。すなわち、基板を加熱する温度は、1250〜1350℃であることが好ましい。   Below, the more preferable numerical range is demonstrated about the temperature which heats a board | substrate, and the rotational speed of a board | substrate. As shown in FIG. 4, the silicon deposition rate decreases as the substrate temperature increases until the substrate temperature is around 1350 ° C. When the substrate temperature exceeds 1350 ° C., the silicon deposition rate begins to increase rapidly. In order to reliably suppress the silicon deposition rate to 20% or less, it is preferable to maintain the substrate temperature at 1350 ° C. or less. Further, the silicon deposition rate gradually decreases at a substrate temperature of 1250 ° C. or higher even when the substrate temperature increases. However, until the substrate temperature reaches 1250 ° C., it decreases relatively rapidly as the substrate temperature increases compared to the substrate temperature of 1250 ° C. or higher. Therefore, in order to reliably suppress the silicon deposition rate to 20% or less, it is preferable to maintain the substrate temperature at 1250 ° C. or higher. That is, it is preferable that the temperature which heats a board | substrate is 1250-1350 degreeC.

また、図5に示すように、基板の回転速度が2000〜2500rpmまでの間は、シリコン堆積率はほぼ最小値を示している。基板の回転速度が2000rpmよりも遅くなるとシリコン堆積率が増加し始めている。また、基板の回転速度が2500rpmより速くなるとシリコン堆積率が増加し始めている。そのため、シリコン堆積率を確実に20%以下に抑制するためには、基板の回転速度が2000〜2500rpmであることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 5, the silicon deposition rate is almost the minimum value when the rotation speed of the substrate is 2000 to 2500 rpm. When the rotation speed of the substrate becomes lower than 2000 rpm, the silicon deposition rate starts to increase. Further, when the rotation speed of the substrate becomes faster than 2500 rpm, the silicon deposition rate starts to increase. Therefore, in order to reliably suppress the silicon deposition rate to 20% or less, it is preferable that the rotation speed of the substrate is 2000 to 2500 rpm.

上記実施例では、窒化アルミニウム基板上にシリコン膜を結晶成長させる例について説明した。窒化アルミニウム基板に代えて、サファイア(Al)、炭化シリコン(SiC)、スピネル、他のIII族窒化物半導体(GaN,AlGaN等)の材料の基板を用いてもよい。これらの基板の融点は、シリコンの融点よりも高い。そのため、基板を加熱する温度をシリコンの融点近くに設定しても、基板に変形等が生じにくい。なお、窒化アルミニウムと炭化シリコンは、熱膨張係数がシリコンの熱膨張係数に近い。よって、これらの基板の中では、窒化アルミニウム基板と炭化シリコン基板が特に好ましい。また、基板の材料はシリコンでもよい。すなわち、シリコン基板の表面に、シリコン膜を結晶成長させてもよい。 In the above embodiment, the example in which the silicon film is crystal-grown on the aluminum nitride substrate has been described. Instead of the aluminum nitride substrate, a substrate made of sapphire (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), spinel, or another group III nitride semiconductor (GaN, AlGaN, etc.) may be used. These substrates have a melting point higher than that of silicon. Therefore, even if the temperature for heating the substrate is set close to the melting point of silicon, the substrate is unlikely to be deformed. Aluminum nitride and silicon carbide have a thermal expansion coefficient close to that of silicon. Therefore, among these substrates, an aluminum nitride substrate and a silicon carbide substrate are particularly preferable. The material of the substrate may be silicon. That is, a silicon film may be grown on the surface of the silicon substrate.

上記実施例では、原料ガスとして三塩化シランガスを使用する例について説明した。三塩化シランガスに代えて、二塩化シラン(ジクロロシラン:SiH2Cl)、四塩化ケイ素ガス(テトラクロロシラン:SiCl)等を使用することもできる。 In the above embodiment, an example in which silane trichloride gas is used as the source gas has been described. Three instead of silane gas dichloride, silane chloride (dichlorosilane: SiH2Cl 2), silicon tetrachloride gas chloride: can also be used (tetrachlorosilane SiCl 4) or the like.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. In addition, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in the present specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

6:基板
18:原料ガス
20:シリコン膜
6: Substrate 18: Source gas 20: Silicon film

Claims (2)

基板上にシリコン膜を気相成長方法させるシリコン膜の製造方法であって、
1250℃〜1350℃に加熱されているとともに1500rpm〜3500rpmで回転している基板に向けて、基板の表面に直交する方向から原料ガスを供給する原料ガスの供給工程を備えており、
その原料ガスに含まれている塩化シランガスの供給量が、基板1cm当たり200μmol/分以上であることを特徴とするシリコン膜の製造方法。
A method for producing a silicon film by vapor-phase-growing a silicon film on a substrate,
A source gas supply step for supplying a source gas from a direction orthogonal to the surface of the substrate toward a substrate heated at 1250 ° C. to 1350 ° C. and rotating at 1500 rpm to 3500 rpm;
A method for producing a silicon film, wherein the supply amount of silane chloride gas contained in the raw material gas is 200 μmol / min or more per 1 cm 2 of substrate.
シリコンの融点よりも高い融点の基板を利用することを特徴とする請求項1に記載のシリコン膜の製造方法。   2. The method of manufacturing a silicon film according to claim 1, wherein a substrate having a melting point higher than that of silicon is used.
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