JP7400337B2 - 炭化ケイ素多結晶基板の製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、炭化ケイ素多結晶膜の反りを発生させる要因は、上記の要因だけではない。炭化ケイ素多結晶膜とは異なる材質のカーボン支持基板上へ炭化ケイ素多結晶膜を成膜することにより、炭化ケイ素多結晶膜が成膜する初期には炭化ケイ素多結晶の粒径が小さく、その後、炭化ケイ素多結晶膜の成膜が進むと形成される炭化ケイ素多結晶の粒径が大きくなる。これにより、成膜した炭化ケイ素多結晶膜内の炭化ケイ素多結晶の粒径に差が生じることに起因して、炭化ケイ素多結晶膜内の内部応力に差が生じることも、炭化ケイ素多結晶膜の反りを大きくする一因となっている。支持基板を除去して炭化ケイ素多結晶膜を炭化ケイ素多結晶基板へ加工する工程において、炭化ケイ素達結晶膜において粒径が変化する箇所を削り取っても、炭化ケイ素多結晶基板の反りが十分に小さくならないという課題があった。
第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、化学的気相成長法によって支持基板100上に第1炭化ケイ素多結晶膜200を、1400℃~1500℃の温度で成膜する工程である。第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、例えば、図1に示した成膜装置1000を用いて行うことができる。
次に、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程を行う。第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、第1炭化ケイ素多結晶膜200の上に、第2炭化ケイ素多結晶膜300を、1200℃~1300℃、かつ、第1炭化ケイ素多結晶膜200の成膜温度よりも100℃~200℃低い温度で成膜する工程である。第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、例えば、図1に示した成膜装置1000を用いて、後述する降温工程を介して、第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程に連続して行うこともできるし、積層体400Aを室温程度まで冷却したのちに第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程に供してもよい。
(除去工程)
次に、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程により得られた積層体400Bを、積層体400Bから支持基板100を除去する除去工程に供する。
次に、従来の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法と本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法において、炭化ケイ素多結晶膜における炭化ケイ素多結晶の結晶粒の大きさの分布を比較して説明する。
(実施例1)
前述した実施形態の成膜装置1000を用いて、炭化ケイ素多結晶膜の成膜を行った。まず、成膜装置1000の基板ホルダー1070に、直径6インチ、厚み500μmのカーボン支持基板を固定した。成膜室1010内へArガスを流入させながら排気ポンプにより炉内を減圧化した後、1400℃まで加熱し、1400℃に達した後Arガスの供給を停止した。原料ガスとして、SiCl4、CH4を用い、ドーピングガスとしてN2、キャリアガスとしてH2を用いた。第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程においては、これらのガスの混合比をSiCl4:CH4:H2:N2=1:1:10:20として、総流入量を22slm(standard L/min)として、1400℃で2時間の成膜を実施した。厚さが100μmの第1炭化ケイ素多結晶膜をカーボン支持基板の両面に成膜させて、カーボン支持基板と前記炭化ケイ素多結晶膜の積層体を得た。
第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程、第2炭化ケイ素達結晶膜成膜工程の温度を種々変更したこと以外は、実施例1と同様にして炭化ケイ素多結晶基板を製造した。第1炭化ケイ素多結晶膜工程の成膜温度は、実施例2、比較例1、比較例2は1400℃、実施例3、比較例3、比較例4は1500℃とした。第2炭化ケイ素多結晶膜工程の成膜温度は、実施例2、実施例3は1300℃、比較例1は1350℃、比較例2、比較例4は1100℃、比較例3は1400℃とした。得られた炭化ケイ素多結晶基板について、実施例1と同様に反り量の測定を行い、測定結果を表1に示した。
以上の評価結果により、本発明の例示的態様である実施例1~実施例3において、比較例1~比較例4と比べて、製造された炭化ケイ素多結晶基板の反り量が小さく、反り量は60μm~80μmであった。比較例1、比較例2のように、第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程と第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程との温度差が小さいと、第1炭化ケイ素多結晶膜と第2炭化ケイ素多結晶膜における粒径の差が実施例ほど小さくならずに、反り量が大きくなると考えられた。また、比較例2、比較例4のように、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程の温度を大きく下げると、第2炭化ケイ素多結晶膜内の炭化ケイ素多結晶の粒径が第1炭化ケイ素多結晶膜内の炭化ケイ素多結晶の粒径よりも小さくなり、粒径の差が生じて、反り量が大きくなると考えられた。以上の実施例、比較例の結果より、本発明の炭化ケイ素多結晶膜の製造方法により、大きな反りが発生することを抑制して、反りの小さい炭化ケイ素多結晶基板を製造することができることが示された。
200 第1炭化ケイ素多結晶膜
300 第2炭化ケイ素多結晶膜
400A、400B 積層体
500 炭化ケイ素多結晶基板
Claims (1)
- 化学的気相成長法によって支持基板上に第1炭化ケイ素多結晶膜を、1400℃~1500℃の温度で成膜する、第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程と、
前記第1炭化ケイ素多結晶膜の上に、第2炭化ケイ素多結晶膜を、1200℃~1300℃、かつ、前記第1炭化ケイ素多結晶膜の成膜温度よりも100℃~200℃低い温度で成膜する、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程と、を含み、
前記成膜温度は、成膜装置によって前記第1炭化ケイ素多結晶膜および前記第2炭化ケイ素多結晶膜の成膜を行う際の前記成膜装置の成膜室内の温度である、炭化ケイ素多結晶基板の製造方法。
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