JPH04137524A - 炭化珪素半導体基板の製造方法 - Google Patents
炭化珪素半導体基板の製造方法Info
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- JPH04137524A JPH04137524A JP25695390A JP25695390A JPH04137524A JP H04137524 A JPH04137524 A JP H04137524A JP 25695390 A JP25695390 A JP 25695390A JP 25695390 A JP25695390 A JP 25695390A JP H04137524 A JPH04137524 A JP H04137524A
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は耐環境素子、大電力素子、可視短波長発光素子
等に使用するＳｉＣ半導体の大面積単結晶基板を製造す
る方法に関する。
等に使用するＳｉＣ半導体の大面積単結晶基板を製造す
る方法に関する。
（従来の技術）
炭化珪素は広い禁制帯幅をもち（２，２〜３．３ｅＶ）
、かつＰｎ接合やＭＯ５構造を容易に作れることができ
る。また、化学的に安定で、放射線に対しても強いとい
った特徴がある。このため、高温動作素子、大電力素子
、放射線検出器可視短波長発光素子として期待がなされ
ている。しかし、工業的な生産が行えない理由としては
、その単結晶基板が作製しにくいといった欠点があるた
めである。
、かつＰｎ接合やＭＯ５構造を容易に作れることができ
る。また、化学的に安定で、放射線に対しても強いとい
った特徴がある。このため、高温動作素子、大電力素子
、放射線検出器可視短波長発光素子として期待がなされ
ている。しかし、工業的な生産が行えない理由としては
、その単結晶基板が作製しにくいといった欠点があるた
めである。
これまでの単結晶基板の製造法としては、１）アチソン
法：炭素と珪砂を混合し加熱する。２）リレー法：Ｓｉ
Ｃ粉末を昇華再結晶させる。３）ＣＶＤ法、Ｓｉ、Ｃの
原料ガスを混合し、加熱分解させる、といった方法が試
みられてきた。しかし１）の方法は、研磨用のＳＩＣを
作製するのに一般的に使用されている方法ではあるが、
大型基板ができない、不純物が混入しやすいといった欠
点がある。
法：炭素と珪砂を混合し加熱する。２）リレー法：Ｓｉ
Ｃ粉末を昇華再結晶させる。３）ＣＶＤ法、Ｓｉ、Ｃの
原料ガスを混合し、加熱分解させる、といった方法が試
みられてきた。しかし１）の方法は、研磨用のＳＩＣを
作製するのに一般的に使用されている方法ではあるが、
大型基板ができない、不純物が混入しやすいといった欠
点がある。
このため、現在の研究は２）、３）の方法によるものが
主である。しかし、いずれの方法においても大型の基板
を作製するためには大型の種結晶が必要である。このた
め２）の方法では例えば特公昭Ｂ５−５７４００に示さ
れているように小さな種結晶から順次大きな単結晶基板
を成長していくといった方法が取られている。しかし、
この方法においても２インチ以上の大型単結晶基板を作
ることはできなかった。また、３）の方法では大型基板
が作製容易なＳｉ基板を種結晶として成長する試みがな
されている。しかしこの方法ではＳｉとＳｉＣとの間に
格子予定数の差があるため、厚く成長すると歪のため割
れるといった欠点があった。このため、例えば特公昭５
ｇ−３８４００号公報に見られる様にある程度の厚みま
で成長した後Ｓｉ基板を除去しさらにその上にＳｉＣを
成長しようという試みがなされていた。しかし、大面積
で薄いＳｉＣ薄膜の取扱は容易ではなく、未だ、大面積
のＳｉＣ基板を成長するには至っていない。
主である。しかし、いずれの方法においても大型の基板
を作製するためには大型の種結晶が必要である。このた
め２）の方法では例えば特公昭Ｂ５−５７４００に示さ
れているように小さな種結晶から順次大きな単結晶基板
を成長していくといった方法が取られている。しかし、
この方法においても２インチ以上の大型単結晶基板を作
ることはできなかった。また、３）の方法では大型基板
が作製容易なＳｉ基板を種結晶として成長する試みがな
されている。しかしこの方法ではＳｉとＳｉＣとの間に
格子予定数の差があるため、厚く成長すると歪のため割
れるといった欠点があった。このため、例えば特公昭５
ｇ−３８４００号公報に見られる様にある程度の厚みま
で成長した後Ｓｉ基板を除去しさらにその上にＳｉＣを
成長しようという試みがなされていた。しかし、大面積
で薄いＳｉＣ薄膜の取扱は容易ではなく、未だ、大面積
のＳｉＣ基板を成長するには至っていない。
（発明が解決しようとする課題）
以上述べたように従来、ＳｉＣでは大面積の基板を作製
することが容易ではなく、これを用いた種々のデバイス
を大量・安価に作ることはできなかった。
することが容易ではなく、これを用いた種々のデバイス
を大量・安価に作ることはできなかった。
本発明の目的は叙上の問題点を解決したもので、ＳｉＣ
で大面積の単結晶基板を作製可能にすることを目的とす
る。
で大面積の単結晶基板を作製可能にすることを目的とす
る。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明にかかる炭化珪素半導体基板の製造方法は（ｉｌ
ｌ）面に研磨されたシリコン（Ｓｉ）の両面にＳｉと炭
素または炭化シリコンの原料ガスを同時にかつＳｉ基板
とおおむね平行に流すことからなるものである。
ｌ）面に研磨されたシリコン（Ｓｉ）の両面にＳｉと炭
素または炭化シリコンの原料ガスを同時にかつＳｉ基板
とおおむね平行に流すことからなるものである。
（作 用）
本発明によれば、ＳｉＣ単結晶をＳｉ上に厚く成長させ
ても歪により基板が割れることがない。
ても歪により基板が割れることがない。
Ｓｉの（］−ｉｌｌ面上にＳｉＣを成長させるとβ型（
立方晶型）の結晶が（１１１）方位に成長する事ができ
る。この時、ＳｉＣは（１１１）面に垂直方向の成長速
度が他の方向の成長速度より極めて低い。
立方晶型）の結晶が（１１１）方位に成長する事ができ
る。この時、ＳｉＣは（１１１）面に垂直方向の成長速
度が他の方向の成長速度より極めて低い。
よって、Ｓ ｉ （１１１）面に平行に原料ガスを流し
ても成長膜厚の分布が極めて少ない。この時、Ｓｌの両
面にガスを流すことにより基板の両面にＳｉＣを成長さ
せることができる。この様にする事によりＳｉ基板には
曲げ応力が加わることがなくなり、静水圧に近い圧力が
基板に加わる。Ｓｌは曲げ応力に対しては破壊され易い
が静水圧では破壊されることはない。このため、従来技
術に比べはるかに厚く結晶を成長させることができる。
ても成長膜厚の分布が極めて少ない。この時、Ｓｌの両
面にガスを流すことにより基板の両面にＳｉＣを成長さ
せることができる。この様にする事によりＳｉ基板には
曲げ応力が加わることがなくなり、静水圧に近い圧力が
基板に加わる。Ｓｌは曲げ応力に対しては破壊され易い
が静水圧では破壊されることはない。このため、従来技
術に比べはるかに厚く結晶を成長させることができる。
（実施例）
次にこの発明をバルク単結晶の成長方法の実施例に従っ
て説明する。第１図に本発明に関わる一実施例のバルク
成長装置の概略図を示す。まず、成長装置の石英反応室
１１内に種結晶として３インチ基板を０．４璽■に両面
研磨したＳｉ基板１２を成長装置内に置く。原料ガスは
キャリアガス中に混合し、上側より下に流れるように流
す。キャリアガスとしてはアルゴンを使用し、炭素の原
料としては炭化水素特にアセチレンガス、シリコンの原
料としてはシランガスを使用する。ガスは表面と裏面に
同時に同じ量流れるように仕切り板１３の両面を過った
後基板の両面に到達する反応室の構造をとっている。基
板は赤外線ランプ１４加熱方式により１３００℃に加熱
し、先ずアセチレンを流し基板を炭化する。その後、シ
ランガスを同時に流すことにより基板表面にＳＬＣを成
長させる。
て説明する。第１図に本発明に関わる一実施例のバルク
成長装置の概略図を示す。まず、成長装置の石英反応室
１１内に種結晶として３インチ基板を０．４璽■に両面
研磨したＳｉ基板１２を成長装置内に置く。原料ガスは
キャリアガス中に混合し、上側より下に流れるように流
す。キャリアガスとしてはアルゴンを使用し、炭素の原
料としては炭化水素特にアセチレンガス、シリコンの原
料としてはシランガスを使用する。ガスは表面と裏面に
同時に同じ量流れるように仕切り板１３の両面を過った
後基板の両面に到達する反応室の構造をとっている。基
板は赤外線ランプ１４加熱方式により１３００℃に加熱
し、先ずアセチレンを流し基板を炭化する。その後、シ
ランガスを同時に流すことにより基板表面にＳＬＣを成
長させる。
第２図は従来法と本実施例の成長装置で成長する場合の
基板が割れるまでの成長膜厚の分布である。従来法では
数百ミクロンの厚さまで成長させると歪の為、基板が割
れ、成長ができなくなってしまったが、実施例では５
ｍｍ程度の厚みまで割れずに結晶を成長することができ
た。
基板が割れるまでの成長膜厚の分布である。従来法では
数百ミクロンの厚さまで成長させると歪の為、基板が割
れ、成長ができなくなってしまったが、実施例では５
ｍｍ程度の厚みまで割れずに結晶を成長することができ
た。
本発明は上記実施例に限らない。本実施例ではガスは上
側から下側へ向かって流したが、その向きは自由に取る
ことができる。特に、下側から上側へ流すガスの対流の
効果がなくなり、ＳｉＣバルク結晶の特性は最も良くな
る。また、成長途中で基板の温度を上昇させることによ
り、ヘキサゴナβ型の結晶を成長させたり、ＳＬ種結晶
を溶融させて更に厚いＳｉＣ結晶を成長させることがで
きる。また、原料ガス、キャリアガスは成長条件に合わ
せ、種々に変えて使用することができ、また、導電型の
制御の他、電気的光学的性質を変えるため種々の不純物
添加を行なってもよい。その他、発明の主旨に反しない
限り、種々に変化して使用することができる。
側から下側へ向かって流したが、その向きは自由に取る
ことができる。特に、下側から上側へ流すガスの対流の
効果がなくなり、ＳｉＣバルク結晶の特性は最も良くな
る。また、成長途中で基板の温度を上昇させることによ
り、ヘキサゴナβ型の結晶を成長させたり、ＳＬ種結晶
を溶融させて更に厚いＳｉＣ結晶を成長させることがで
きる。また、原料ガス、キャリアガスは成長条件に合わ
せ、種々に変えて使用することができ、また、導電型の
制御の他、電気的光学的性質を変えるため種々の不純物
添加を行なってもよい。その他、発明の主旨に反しない
限り、種々に変化して使用することができる。
［発明の効果コ
本発明を用いることにより従来困難であった大面積のＳ
ｉＣ単結晶基板を成長することが可能になった。また、
本発明で主に作製できる基板は従来は作製困難であった
３Ｃ型であり、本発明を用いることにより初めて作製可
能になった。
ｉＣ単結晶基板を成長することが可能になった。また、
本発明で主に作製できる基板は従来は作製困難であった
３Ｃ型であり、本発明を用いることにより初めて作製可
能になった。
第１図は本発明を用いたＳｉＣ単結晶成長装置の一実施
例を示す図、第２図は本発明と従来例によるＳｉ基板上
にＳｉＣ単結晶を成長させた場合の基板が割れるまでの
膜厚の関係を示す図である。
例を示す図、第２図は本発明と従来例によるＳｉ基板上
にＳｉＣ単結晶を成長させた場合の基板が割れるまでの
膜厚の関係を示す図である。
Claims (1)
- （１１１）表面を有するシリコン（Ｓｉ）基板の両面に
Ｓｉと炭素、又は炭化シリコンの原料ガスを略同時に、
且つＳｉ基板と略平行に流すことを特徴とする炭化珪素
半導体基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695390A JPH04137524A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 炭化珪素半導体基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25695390A JPH04137524A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 炭化珪素半導体基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04137524A true JPH04137524A (ja) | 1992-05-12 |
Family
ID=17299659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25695390A Pending JPH04137524A (ja) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | 炭化珪素半導体基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04137524A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014525135A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-09-25 | クリスタル・ソーラー・インコーポレーテッド | エピタキシャル堆積によるシリコンウェハ |
| JP2017039622A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | エア・ウォーター株式会社 | 化合物半導体基板および化合物半導体基板の製造方法 |
-
1990
- 1990-09-28 JP JP25695390A patent/JPH04137524A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014525135A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-09-25 | クリスタル・ソーラー・インコーポレーテッド | エピタキシャル堆積によるシリコンウェハ |
| US9982363B2 (en) | 2011-05-27 | 2018-05-29 | Crystal Solar, Incorporated | Silicon wafers by epitaxial deposition |
| JP2017039622A (ja) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | エア・ウォーター株式会社 | 化合物半導体基板および化合物半導体基板の製造方法 |
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