JPH051380A - 炭化ケイ素の成膜方法 - Google Patents
炭化ケイ素の成膜方法Info
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- JPH051380A JPH051380A JP3178665A JP17866591A JPH051380A JP H051380 A JPH051380 A JP H051380A JP 3178665 A JP3178665 A JP 3178665A JP 17866591 A JP17866591 A JP 17866591A JP H051380 A JPH051380 A JP H051380A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/32—Carbides
- C23C16/325—Silicon carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホットウォール方式の減圧ＣＶＤ法におい
て、膜厚、膜質の均質性及び膜表面の平坦性に優れた炭
化ケイ素の成膜方法を提供する。 【構成】 ホットウォール方式を用いたＣＶＤ装置の反
応管１内に基板Ｓを置き、前記反応管１をヒータ２で加
熱しつつ排気ポンプ４により減圧して、ガス導入管によ
り前記反応管１内に複数種のガスを導入することにより
前記基板Ｓ上に炭化ケイ素を成膜する方法において、前
記複数種のガスとして少なくともアセチレンガスとジク
ロロシランガスとを用いて、下記（Ａ）及び（Ｂ）の操
作を交互に繰り返すことにより前記基板Ｓ上に炭化ケイ
素を成膜する方法。 （Ａ）アセチレンガスを２秒以上導入する。 （Ｂ）ジクロロシランガスを３〜１２秒導入する。
て、膜厚、膜質の均質性及び膜表面の平坦性に優れた炭
化ケイ素の成膜方法を提供する。 【構成】 ホットウォール方式を用いたＣＶＤ装置の反
応管１内に基板Ｓを置き、前記反応管１をヒータ２で加
熱しつつ排気ポンプ４により減圧して、ガス導入管によ
り前記反応管１内に複数種のガスを導入することにより
前記基板Ｓ上に炭化ケイ素を成膜する方法において、前
記複数種のガスとして少なくともアセチレンガスとジク
ロロシランガスとを用いて、下記（Ａ）及び（Ｂ）の操
作を交互に繰り返すことにより前記基板Ｓ上に炭化ケイ
素を成膜する方法。 （Ａ）アセチレンガスを２秒以上導入する。 （Ｂ）ジクロロシランガスを３〜１２秒導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線マスクのＸ線透過
膜や半導体デバイスの基板材料等にもちいられる炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）の成膜方法に係り、特にホットウォール
方式の減圧ＣＶＤ法による炭化ケイ素の成膜方法に関す
る。
膜や半導体デバイスの基板材料等にもちいられる炭化ケ
イ素（ＳｉＣ）の成膜方法に係り、特にホットウォール
方式の減圧ＣＶＤ法による炭化ケイ素の成膜方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ホットウォール方式の減圧ＣＶＤ
法による炭化ケイ素を成膜する方法は、図１に示すよう
な装置を用いて行うことができる（例えば、特開平２−
２６２３２４号公報参照）。
法による炭化ケイ素を成膜する方法は、図１に示すよう
な装置を用いて行うことができる（例えば、特開平２−
２６２３２４号公報参照）。
【０００３】図１に示す装置を用いて、原料ガスとして
アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）ガス及びジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2）ガス、さらに希釈ガスとして水素（Ｈ2 ）
ガスを用いた場合の炭化ケイ素の成膜方法を示す。先
ず、反応管１内の基板保持ボート３上に基板Ｓを複数枚
垂直に立て、排気ポンプ４を作動させて反応管１内を減
圧し、ヒータ２により反応管１内を昇温する。ここで、
ヒータ２は反応管１内の温度分布を制御しやすいように
３つに分かれ、それぞれ独立して温度制御できるように
なっている。
アセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）ガス及びジクロロシラン（Ｓｉ
Ｈ2 Ｃｌ2）ガス、さらに希釈ガスとして水素（Ｈ2 ）
ガスを用いた場合の炭化ケイ素の成膜方法を示す。先
ず、反応管１内の基板保持ボート３上に基板Ｓを複数枚
垂直に立て、排気ポンプ４を作動させて反応管１内を減
圧し、ヒータ２により反応管１内を昇温する。ここで、
ヒータ２は反応管１内の温度分布を制御しやすいように
３つに分かれ、それぞれ独立して温度制御できるように
なっている。
【０００５】次に、水素ガスを反応管１内に導入し、さ
らに、３方向弁１０及び１１を切り換えてアセチレンガ
ス及びジクロロシランガスを同時に反応管１内に導入す
ることにより、基板Ｓ上に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を成膜
する。この際、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロ
シランガスの流量は、マスフローコントローラー７、８
及び９により制御する。また、反応管１内の圧力は、ピ
ラニゲージ６により測定し、バタフライバルブ５により
制御する。
らに、３方向弁１０及び１１を切り換えてアセチレンガ
ス及びジクロロシランガスを同時に反応管１内に導入す
ることにより、基板Ｓ上に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を成膜
する。この際、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロ
シランガスの流量は、マスフローコントローラー７、８
及び９により制御する。また、反応管１内の圧力は、ピ
ラニゲージ６により測定し、バタフライバルブ５により
制御する。
【０００６】このようなホットウォール方式の減圧ＣＶ
Ｄ法による炭化ケイ素の成膜方法は、基板の均一な加熱
が容易であり、１回あたりの炭化ケイ素を成膜できる基
板の枚数も多く、量産性に優れた方法である。
Ｄ法による炭化ケイ素の成膜方法は、基板の均一な加熱
が容易であり、１回あたりの炭化ケイ素を成膜できる基
板の枚数も多く、量産性に優れた方法である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ホ
ットウォール方式の減圧ＣＶＤ法では、一般に反応管と
して石英ガラスを用いるために、反応管の温度は１１０
０℃以下に限定される。このため、炭化ケイ素を成膜し
得る原料ガスとしてアセチレン系ガス及びジクロロシラ
ン系ガスのような低温でも反応性に富むガスが採用され
る。ところが、このようなアセチレン系ガス及びジクロ
ロシラン系ガスを原料ガスとして同時に反応管に導入す
ると、反応管内の気相中にて著しい炭化ケイ素の生成が
起こり、そのため、反応管内において原料ガスの濃度分
布が生じてしまう。この原料ガスの濃度分布は基板間で
炭化ケイ素膜の膜厚均一性、膜質均一性を損なわせる原
因となる。
ットウォール方式の減圧ＣＶＤ法では、一般に反応管と
して石英ガラスを用いるために、反応管の温度は１１０
０℃以下に限定される。このため、炭化ケイ素を成膜し
得る原料ガスとしてアセチレン系ガス及びジクロロシラ
ン系ガスのような低温でも反応性に富むガスが採用され
る。ところが、このようなアセチレン系ガス及びジクロ
ロシラン系ガスを原料ガスとして同時に反応管に導入す
ると、反応管内の気相中にて著しい炭化ケイ素の生成が
起こり、そのため、反応管内において原料ガスの濃度分
布が生じてしまう。この原料ガスの濃度分布は基板間で
炭化ケイ素膜の膜厚均一性、膜質均一性を損なわせる原
因となる。
【０００８】また、気相中では炭化ケイ素と同時にケイ
素（Ｓｉ）も生成されるため、基板上に成長した炭化ケ
イ素膜中に余分なケイ素原子が混入し、膜の可視光透過
率を悪くし、炭化ケイ素の成長速度の制御性も損なうと
いう問題も生じる。さらに、成膜される炭化ケイ素は無
配向の多結晶となるため、結晶方向に対する成長速度の
異方性により膜表面の平坦性は悪化するという欠点もあ
る。
素（Ｓｉ）も生成されるため、基板上に成長した炭化ケ
イ素膜中に余分なケイ素原子が混入し、膜の可視光透過
率を悪くし、炭化ケイ素の成長速度の制御性も損なうと
いう問題も生じる。さらに、成膜される炭化ケイ素は無
配向の多結晶となるため、結晶方向に対する成長速度の
異方性により膜表面の平坦性は悪化するという欠点もあ
る。
【０００９】したがって、本発明の目的は、ホットウォ
ール方式の減圧ＣＶＤ法において、膜厚及び膜質の高い
均一性、さらに、膜表面の平坦性にも優れた炭化ケイ素
（ＳｉＣ）の成膜方法を提供することにある。
ール方式の減圧ＣＶＤ法において、膜厚及び膜質の高い
均一性、さらに、膜表面の平坦性にも優れた炭化ケイ素
（ＳｉＣ）の成膜方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために成されたものであり、本発明の炭化ケイ素
の成膜方法は、反応管とそれを囲むヒータを有し、かつ
前記反応管にガスを導入するガス導入管を備えたホット
ウォール方式を用いたＣＶＤ装置の前記反応管内に基板
を置き、前記反応管を加熱しつつ、減圧下で、前記ガス
導入管により反応管内に複数種のガスを導入することに
より前記基板上に炭化ケイ素を成膜する方法において、
前記複数種のガスとして少なくともアセチレンガスとジ
クロロシランガスとを用いて、下記（Ａ）及び（Ｂ）の
操作を交互に繰り返すことにより前記基板上に炭化ケイ
素を成膜することを特徴としている。 （Ａ）アセチレンガスを２秒以上導入する。 （Ｂ）ジクロロシランガスを３〜１２秒導入する。
成するために成されたものであり、本発明の炭化ケイ素
の成膜方法は、反応管とそれを囲むヒータを有し、かつ
前記反応管にガスを導入するガス導入管を備えたホット
ウォール方式を用いたＣＶＤ装置の前記反応管内に基板
を置き、前記反応管を加熱しつつ、減圧下で、前記ガス
導入管により反応管内に複数種のガスを導入することに
より前記基板上に炭化ケイ素を成膜する方法において、
前記複数種のガスとして少なくともアセチレンガスとジ
クロロシランガスとを用いて、下記（Ａ）及び（Ｂ）の
操作を交互に繰り返すことにより前記基板上に炭化ケイ
素を成膜することを特徴としている。 （Ａ）アセチレンガスを２秒以上導入する。 （Ｂ）ジクロロシランガスを３〜１２秒導入する。
【００１１】
【作用】ホットウォール方式の減圧ＣＶＤ法において、
アセチレンガスを２秒以上導入し、ジクロロシランガス
を３〜１２秒導入する操作を交互に繰り返すことによ
り、反応管内の気相中でのアセチレンガスとジクロロシ
ランガスとの反応は抑制され、反応管内でのガス濃度は
均一なものとなる。
アセチレンガスを２秒以上導入し、ジクロロシランガス
を３〜１２秒導入する操作を交互に繰り返すことによ
り、反応管内の気相中でのアセチレンガスとジクロロシ
ランガスとの反応は抑制され、反応管内でのガス濃度は
均一なものとなる。
【００１２】また、基板表面にはアセチレン分子とジク
ロロシラン分子とが交互に照射されるので、基板表面に
照射されたガス分子は基板表面に吸着され、そこで反応
して炭化ケイ素（ＳｉＣ）が生成される。さらに、炭化
ケイ素の成膜は基板表面に吸着された分子の反応により
起こるため、基板として結晶性基板を用いた場合、その
基板の結晶性を引き継いだ炭化ケイ素が成膜できる。つ
まり、結晶性基板上では炭化ケイ素のエピタキシャル成
長又は、配向した多結晶の成長が可能となる。
ロロシラン分子とが交互に照射されるので、基板表面に
照射されたガス分子は基板表面に吸着され、そこで反応
して炭化ケイ素（ＳｉＣ）が生成される。さらに、炭化
ケイ素の成膜は基板表面に吸着された分子の反応により
起こるため、基板として結晶性基板を用いた場合、その
基板の結晶性を引き継いだ炭化ケイ素が成膜できる。つ
まり、結晶性基板上では炭化ケイ素のエピタキシャル成
長又は、配向した多結晶の成長が可能となる。
【００１３】ここで、アセチレンガスを２秒以上導入す
る理由は、２秒未満では反応管内にアセチレンガスが充
分に供給されないからであり、ジクロロシランガスを３
〜１２秒導入する理由は、３秒未満では炭化ケイ素が成
膜されず、１２秒を越えると針状の炭化ケイ素の成長が
起こり、膜表面の平坦性が悪くなるからである。
る理由は、２秒未満では反応管内にアセチレンガスが充
分に供給されないからであり、ジクロロシランガスを３
〜１２秒導入する理由は、３秒未満では炭化ケイ素が成
膜されず、１２秒を越えると針状の炭化ケイ素の成長が
起こり、膜表面の平坦性が悪くなるからである。
【００１４】さらに、反応管内において炭化ケイ素生成
反応に寄与しないガス、例えば、貴ガス（ヘリウム、ア
ルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン）や水素を希釈
ガスとして用いることにより、反応管内の気相中での原
料ガスの分圧が低減され、たとえば、ジクロロシランの
熱分解によりもたらされるケイ素（Ｓｉ）クラスタの膜
中への混入を減少することができる。
反応に寄与しないガス、例えば、貴ガス（ヘリウム、ア
ルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン）や水素を希釈
ガスとして用いることにより、反応管内の気相中での原
料ガスの分圧が低減され、たとえば、ジクロロシランの
熱分解によりもたらされるケイ素（Ｓｉ）クラスタの膜
中への混入を減少することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 （実施例１）基板として、直径７６±０．５ｍｍ（３イ
ンチ）、厚さ３８０±１０μｍのシリコンウェーハ（面
方位（１１１）、比抵抗０．５〜１０Ω・ｃｍ，ｎ−タ
イプ）を用いた。また、原料ガスとしてアセチレン（Ｃ
2 Ｈ2 ）ガスとジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガス
とを用い、希釈ガスとして水素（Ｈ2 ）ガスを用いた。
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 （実施例１）基板として、直径７６±０．５ｍｍ（３イ
ンチ）、厚さ３８０±１０μｍのシリコンウェーハ（面
方位（１１１）、比抵抗０．５〜１０Ω・ｃｍ，ｎ−タ
イプ）を用いた。また、原料ガスとしてアセチレン（Ｃ
2 Ｈ2 ）ガスとジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガス
とを用い、希釈ガスとして水素（Ｈ2 ）ガスを用いた。
【００１６】本実施例は、図１に示す抵抗加熱方式によ
るホットウォール方式の減圧ＣＶＤ装置により炭化ケイ
素を成膜した。図１に示すように、反応管１内の基板保
持ボート３上に基板Ｓを５ｍｍ間隔で計３３枚垂直に立
て、排気ポンプ４を作動させて反応管１内を１．０×１
０-3Ｔｏｒｒ以下の真空にし、ヒータ２により反応管１
内の温度を９００〜１１００℃の範囲まで昇温した。こ
こで、ヒータ２は反応管１内の温度分布の制御しやすい
ように３つに分かれ、それぞれ独立して温度制御できる
ようになっている。
るホットウォール方式の減圧ＣＶＤ装置により炭化ケイ
素を成膜した。図１に示すように、反応管１内の基板保
持ボート３上に基板Ｓを５ｍｍ間隔で計３３枚垂直に立
て、排気ポンプ４を作動させて反応管１内を１．０×１
０-3Ｔｏｒｒ以下の真空にし、ヒータ２により反応管１
内の温度を９００〜１１００℃の範囲まで昇温した。こ
こで、ヒータ２は反応管１内の温度分布の制御しやすい
ように３つに分かれ、それぞれ独立して温度制御できる
ようになっている。
【００１７】次に、水素ガスを反応管１内に導入し、さ
らに、（Ａ）３方向弁１０を操作してアセチレンガスを
２秒〜６０秒反応管１内に導入した後、再び３方向弁１
０を操作して、アセチレンガスをバイパスライン１２に
流し、排気ポンプ４にて排気した。（Ｂ）続いて３方向
弁１１を操作してジクロロシランガスを３〜１２秒反応
管１内に導入した後、再び３方向弁１１を操作して、ジ
クロロシランガスをバイパスライン１２に流し、排気ポ
ンプ４に排気した。そして、この（Ａ）及び（Ｂ）の操
作を交互に６００回以上繰り返した。
らに、（Ａ）３方向弁１０を操作してアセチレンガスを
２秒〜６０秒反応管１内に導入した後、再び３方向弁１
０を操作して、アセチレンガスをバイパスライン１２に
流し、排気ポンプ４にて排気した。（Ｂ）続いて３方向
弁１１を操作してジクロロシランガスを３〜１２秒反応
管１内に導入した後、再び３方向弁１１を操作して、ジ
クロロシランガスをバイパスライン１２に流し、排気ポ
ンプ４に排気した。そして、この（Ａ）及び（Ｂ）の操
作を交互に６００回以上繰り返した。
【００１８】この際、反応管１内のガスは排気ポンプ４
により排気され、反応管１内の圧力は、ピラニゲージ６
により測定し、バタフライバルブ５により制御した。ま
た、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロシランガス
の流量は、マスフローコントローラー７、８及び９によ
り制御した。この炭化ケイ素の成膜を２ロット行った。
このときの炭化ケイ素の成膜条件を表１に示す。
により排気され、反応管１内の圧力は、ピラニゲージ６
により測定し、バタフライバルブ５により制御した。ま
た、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロシランガス
の流量は、マスフローコントローラー７、８及び９によ
り制御した。この炭化ケイ素の成膜を２ロット行った。
このときの炭化ケイ素の成膜条件を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】本実施例により得られた炭化ケイ素膜の基
板間での膜厚ばらつき（最大値−最小値）を測定した結
果を図２のＡ1 及びＡ2 に示す。ここで、Ａ1 は１回
目、Ａ2 は２回目に炭化ケイ素を成膜したときの測定値
である。また、基板位置はガス導入口に面した基板を基
準とした。この結果から、膜厚ばらつきは平均膜厚の３
パーセント以内であった。また、１回目の炭化ケイ素膜
について、基板面内での膜厚ばらつき（最大値−最小
値）及び屈折率を測定した。その結果を図３のＡ1 及び
図４のＡ1 に示す。この結果から、膜厚ばらつきは平均
膜厚の０．５パーセント以内であり、屈折率は基板面内
で２．６３と一定であった。
板間での膜厚ばらつき（最大値−最小値）を測定した結
果を図２のＡ1 及びＡ2 に示す。ここで、Ａ1 は１回
目、Ａ2 は２回目に炭化ケイ素を成膜したときの測定値
である。また、基板位置はガス導入口に面した基板を基
準とした。この結果から、膜厚ばらつきは平均膜厚の３
パーセント以内であった。また、１回目の炭化ケイ素膜
について、基板面内での膜厚ばらつき（最大値−最小
値）及び屈折率を測定した。その結果を図３のＡ1 及び
図４のＡ1 に示す。この結果から、膜厚ばらつきは平均
膜厚の０．５パーセント以内であり、屈折率は基板面内
で２．６３と一定であった。
【００２１】さらに、膜の表面あらさを中心線平均あら
さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）により測定したところ、
Ｒａは、８ｎｍと小さいものであった。なお、本実施例
により得られた炭化ケイ素膜は下地の結晶性を引き継い
だエピタキシャル層であり、反射高速電子線回折法（Ｒ
ＨＥＥＤ）による観察からは積層欠陥や双晶のない高品
質の単結晶であることが確認され、可視光の透過性にも
優れたものであった。
さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）により測定したところ、
Ｒａは、８ｎｍと小さいものであった。なお、本実施例
により得られた炭化ケイ素膜は下地の結晶性を引き継い
だエピタキシャル層であり、反射高速電子線回折法（Ｒ
ＨＥＥＤ）による観察からは積層欠陥や双晶のない高品
質の単結晶であることが確認され、可視光の透過性にも
優れたものであった。
【００２２】また、図５はアセチレンガスの導入時間を
１０秒と一定としたときのジクロロシランガスの導入時
間に対する上記（Ａ）及び（Ｂ）１操作（１サイクル）
当りの炭化ケイ素膜の成長速度である。この結果から、
ジクロロシランガスの導入時間が３秒から１２秒の範囲
では、炭化ケイ素の成長速度は０．８ｎｍ／サイクルと
一定であり、炭化ケイ素の膜厚は、交互ガス導入のサイ
クル数によって正確に制御することが可能である。
１０秒と一定としたときのジクロロシランガスの導入時
間に対する上記（Ａ）及び（Ｂ）１操作（１サイクル）
当りの炭化ケイ素膜の成長速度である。この結果から、
ジクロロシランガスの導入時間が３秒から１２秒の範囲
では、炭化ケイ素の成長速度は０．８ｎｍ／サイクルと
一定であり、炭化ケイ素の膜厚は、交互ガス導入のサイ
クル数によって正確に制御することが可能である。
【００２３】（実施例２）基板として、直径７６±０．
５ｍｍ（３インチ）、厚さ３８０±１０μｍのシリコン
ウェーハ（面方位（１００）、比抵抗０．５〜１０Ω・
ｃｍ，ｎ−タイプ）を用いた他は実施例１と同様にし
て、炭化ケイ素を成膜した。その結果、膜厚ばらつき、
表面あらさ及び屈折率等は実施例１と同様の値を示し、
膜の成長速度の制御性、可視光の透過性にも優れてい
た。
５ｍｍ（３インチ）、厚さ３８０±１０μｍのシリコン
ウェーハ（面方位（１００）、比抵抗０．５〜１０Ω・
ｃｍ，ｎ−タイプ）を用いた他は実施例１と同様にし
て、炭化ケイ素を成膜した。その結果、膜厚ばらつき、
表面あらさ及び屈折率等は実施例１と同様の値を示し、
膜の成長速度の制御性、可視光の透過性にも優れてい
た。
【００２４】また、得られた炭化ケイ素膜をＲＨＥＥＤ
観察したところＲＨＥＥＤ像はリング状を示し多結晶で
あることがわかった。これは、基板として面方位（１０
０）のシリコンウェーハを用いたからであるが、この多
結晶は配向しており、下地の結晶性を引き継いだ炭化ケ
イ素膜となっていた。実施例１及び実施例２では希釈ガ
スとして水素ガスを用いたが、水素ガスの替わりに、貴
ガス（ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセ
ノン）を用いても同様な結果が得られる。
観察したところＲＨＥＥＤ像はリング状を示し多結晶で
あることがわかった。これは、基板として面方位（１０
０）のシリコンウェーハを用いたからであるが、この多
結晶は配向しており、下地の結晶性を引き継いだ炭化ケ
イ素膜となっていた。実施例１及び実施例２では希釈ガ
スとして水素ガスを用いたが、水素ガスの替わりに、貴
ガス（ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセ
ノン）を用いても同様な結果が得られる。
【００２５】（比較例）水素ガス、アセチレンガス及び
ジクロロシランガスを同時に反応管に導入した他は、実
施例１と同様にして炭化ケイ素を成膜したところ、炭化
ケイ素の生成反応は起こるが膜は形成されず、炭化ケイ
素ウイスカーとなってしまった。そこで、表２に示す成
膜条件で、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロシラ
ンガスを同時に反応管に導入して炭化ケイ素を成膜し
た。この炭化ケイ素の成膜を３ロット行った。
ジクロロシランガスを同時に反応管に導入した他は、実
施例１と同様にして炭化ケイ素を成膜したところ、炭化
ケイ素の生成反応は起こるが膜は形成されず、炭化ケイ
素ウイスカーとなってしまった。そこで、表２に示す成
膜条件で、水素ガス、アセチレンガス及びジクロロシラ
ンガスを同時に反応管に導入して炭化ケイ素を成膜し
た。この炭化ケイ素の成膜を３ロット行った。
【００２６】
【表２】
【００２７】基板間の膜厚ばらつき（最大値−最小値）
を実施例１と共に図２のＢ1 、Ｂ2 、Ｂ3 に示す。ここ
で、Ｂ1 は１回目、Ｂ2 は２回目、Ｂ3 は３回目に炭化
ケイ素を成膜したときの測定値である。この結果から膜
厚ばらつきは平均膜厚の９パーセント以上であった。ま
た、１回目の炭化ケイ素について、基板面内での膜厚ば
らつき（最大値−最小値）及び屈折率を測定した。その
結果を図３のＢ1 及び図４のＢ1 に示す。この結果か
ら、膜厚ばらつきは平均膜厚の１５％にも達し、屈折率
も大きく変化していた。さらに、ＲＨＥＥＤ像はリング
状を示し多結晶であることがわかった。そして、この多
結晶は、配向していなっかった。
を実施例１と共に図２のＢ1 、Ｂ2 、Ｂ3 に示す。ここ
で、Ｂ1 は１回目、Ｂ2 は２回目、Ｂ3 は３回目に炭化
ケイ素を成膜したときの測定値である。この結果から膜
厚ばらつきは平均膜厚の９パーセント以上であった。ま
た、１回目の炭化ケイ素について、基板面内での膜厚ば
らつき（最大値−最小値）及び屈折率を測定した。その
結果を図３のＢ1 及び図４のＢ1 に示す。この結果か
ら、膜厚ばらつきは平均膜厚の１５％にも達し、屈折率
も大きく変化していた。さらに、ＲＨＥＥＤ像はリング
状を示し多結晶であることがわかった。そして、この多
結晶は、配向していなっかった。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の炭化ケイ
素の成膜方法によれば、反応管内にアセチレンガスとジ
クロロシランガスとを交互に繰り返して導入することに
より成膜した炭化ケイ素膜は、膜厚及び膜質の高い均一
性を有し、膜表面の平坦性、結晶性、制御性に優れたも
のとなる。また、本発明の炭化ケイ素の成膜方法により
成膜された炭化ケイ素膜は、基板表面に吸着した分子の
反応により形成されるため、基板として結晶性基板を用
いた場合、その基板の結晶性を引き継いだエピタキシャ
ル成長又は、配向した多結晶の成長が可能となる。
素の成膜方法によれば、反応管内にアセチレンガスとジ
クロロシランガスとを交互に繰り返して導入することに
より成膜した炭化ケイ素膜は、膜厚及び膜質の高い均一
性を有し、膜表面の平坦性、結晶性、制御性に優れたも
のとなる。また、本発明の炭化ケイ素の成膜方法により
成膜された炭化ケイ素膜は、基板表面に吸着した分子の
反応により形成されるため、基板として結晶性基板を用
いた場合、その基板の結晶性を引き継いだエピタキシャ
ル成長又は、配向した多結晶の成長が可能となる。
【００２９】さらに、反応管内において炭化ケイ素生成
反応に寄与しない貴ガスや水素ガスガスを用いることに
より、反応管内の気相中での原料ガスの分圧が低減さ
れ、ケイ素クラスタの膜中への混入を減少することがで
き、化学量論的組成を有する炭化ケイ素（ＳｉＣ）を成
膜することができる。したがって、本発明により成膜さ
れた炭化ケイ素膜は、Ｘ線マスクのＸ線透過膜や半導体
デバイスの基板材料として好ましく用いることができ
る。
反応に寄与しない貴ガスや水素ガスガスを用いることに
より、反応管内の気相中での原料ガスの分圧が低減さ
れ、ケイ素クラスタの膜中への混入を減少することがで
き、化学量論的組成を有する炭化ケイ素（ＳｉＣ）を成
膜することができる。したがって、本発明により成膜さ
れた炭化ケイ素膜は、Ｘ線マスクのＸ線透過膜や半導体
デバイスの基板材料として好ましく用いることができ
る。
【図１】ホットウォール方式のＣＶＤ装置の概略図。
【図２】実施例及び比較例の基板間での膜厚ばらつきを
示す図。
示す図。
【図３】実施例及び比較例の基板面内での膜厚ばらつき
を示す図。
を示す図。
【図４】実施例及び比較例の基板面内で屈折率を示す
図。
図。
【図５】炭化ケイ素膜の成長速度を示す図。
Ｓ 基板
１ 反応管
２ ヒーター
３ 基板保持ボート
４ 排気ポンプ
５ バタフライバルブ
６ ピラニゲージ
７ マスフローコントローラー
８ マスフローコントローラー
９ マスフローコントローラー
１０ ３方向弁
１１ ３方向弁
１２ バイパスライン
Claims (3)
- 【請求項１】 反応管とそれを囲むヒータを有し、かつ
前記反応管にガスを導入するガス導入管を備えたホット
ウォール方式を用いたＣＶＤ装置の前記反応管内に基板
を置き、前記反応管を加熱しつつ、減圧下で、前記ガス
導入管により反応管内に複数種のガスを導入することに
より前記基板上に炭化ケイ素を成膜する方法において、
前記複数種のガスとして少なくともアセチレンガスとジ
クロロシランガスとを用いて、下記（Ａ）及び（Ｂ）の
操作を交互に繰り返すことにより前記基板上に炭化ケイ
素を成膜することを特徴とする炭化ケイ素の成膜方法。 （Ａ）アセチレンガスを２秒以上導入する。 （Ｂ）ジクロロシランガスを３〜１２秒導入する。 - 【請求項２】 複数種のガスとして、アセチレンガス及
びジクロロシランガスと、貴ガス及び水素ガスのうちか
ら選ばれる少なくとも一種とを用いることを特徴とする
請求項１記載の炭化ケイ素の成膜方法。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の方法により
得られた炭化ケイ素膜を用いたＸ線透過膜。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3178665A JPH051380A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 炭化ケイ素の成膜方法 |
| US07/901,217 US5254370A (en) | 1991-06-24 | 1992-06-19 | Method for forming a silicon carbide film |
| DE4220717A DE4220717C2 (de) | 1991-06-24 | 1992-06-24 | Verfahren zum Bilden einer Siliziumcarbidschicht und deren Verwendung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3178665A JPH051380A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 炭化ケイ素の成膜方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051380A true JPH051380A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=16052431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3178665A Pending JPH051380A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 炭化ケイ素の成膜方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5254370A (ja) |
| JP (1) | JPH051380A (ja) |
| DE (1) | DE4220717C2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55144532A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-11 | Kawasaki Steel Corp | Method and device for sounding in cylindrical tube |
| JP2003282566A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-10-03 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
| US6821340B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-11-23 | Hoya Corporation | Method of manufacturing silicon carbide, silicon carbide, composite material, and semiconductor element |
| US7166523B2 (en) | 2000-08-10 | 2007-01-23 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
| JP2011029357A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2015207591A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| JP2015230998A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | ローム株式会社 | ＳｉＣエピタキシャルウェハ、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法、および半導体装置 |
| JP2016508940A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-03-24 | コミッサリア ア レネルジ アトミック エ オー エネルジス アルテルナティヴスＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａ Ｌ‘Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 加圧シリンダ中に含まれる、少なくともアセチレンから所定の直径のナノ粉末の製造を制御するための方法 |
| US9711353B2 (en) | 2015-02-13 | 2017-07-18 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing compound semiconductor epitaxial substrates including heating of carrier gas |
| WO2021193160A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 炭化ケイ素含有膜を形成する方法及び装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW337513B (en) * | 1992-11-23 | 1998-08-01 | Cvd Inc | Chemical vapor deposition-produced silicon carbide having improved properties and preparation process thereof |
| US5670253A (en) * | 1995-12-20 | 1997-09-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ceramic wafers and thin film magnetic heads |
| DE19947381B4 (de) * | 1999-10-01 | 2011-06-22 | METAPLAS IONON Oberflächenveredelungstechnik GmbH, 51427 | Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Werkstücken, insbesondere zum Gasnitrieren, Nitrocarburieren und Oxidieren |
| ES2214072B1 (es) * | 2000-06-15 | 2005-11-01 | Universidad De Cadiz | Sistema para carburizacion de silicio. |
| JP2003068654A (ja) | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Hoya Corp | 化合物単結晶の製造方法 |
| JP2003068655A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-07 | Hoya Corp | 化合物単結晶の製造方法 |
| JP2003095798A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-03 | Hoya Corp | 単結晶基板の製造方法 |
| US7147713B2 (en) * | 2003-04-30 | 2006-12-12 | Cree, Inc. | Phase controlled sublimation |
| US7247513B2 (en) * | 2003-05-08 | 2007-07-24 | Caracal, Inc. | Dissociation of silicon clusters in a gas phase during chemical vapor deposition homo-epitaxial growth of silicon carbide |
| US7261919B2 (en) * | 2003-11-18 | 2007-08-28 | Flx Micro, Inc. | Silicon carbide and other films and method of deposition |
| CN101591803B (zh) * | 2008-05-28 | 2011-05-11 | 中国科学院半导体研究所 | 一种高温碳化硅双室热壁式外延生长装置 |
| US9546420B1 (en) * | 2012-10-08 | 2017-01-17 | Sandia Corporation | Methods of depositing an alpha-silicon-carbide-containing film at low temperature |
| WO2016141579A1 (en) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Ibiden Co., Ltd. | Method for manufacturing cvd-sic material |
| KR102124738B1 (ko) * | 2019-06-13 | 2020-06-18 | 가부시키가이샤 아드맵 | 성막 구조체의 재생 방법 및 재생 성막 구조체 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1054518A (ja) * | 1964-12-05 | 1900-01-01 | ||
| JPH02262324A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-25 | Hoya Corp | Ｘ線透過膜およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP3178665A patent/JPH051380A/ja active Pending
-
1992
- 1992-06-19 US US07/901,217 patent/US5254370A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-24 DE DE4220717A patent/DE4220717C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55144532A (en) * | 1979-04-27 | 1980-11-11 | Kawasaki Steel Corp | Method and device for sounding in cylindrical tube |
| US6821340B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-11-23 | Hoya Corporation | Method of manufacturing silicon carbide, silicon carbide, composite material, and semiconductor element |
| US7166523B2 (en) | 2000-08-10 | 2007-01-23 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
| JP2003282566A (ja) * | 2002-01-15 | 2003-10-03 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法及び成膜装置 |
| JP2011029357A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2016508940A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-03-24 | コミッサリア ア レネルジ アトミック エ オー エネルジス アルテルナティヴスＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ Ａ Ｌ‘Ｅｎｅｒｇｉｅ Ａｔｏｍｉｑｕｅ Ｅｔ Ａｕｘ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｓ | 加圧シリンダ中に含まれる、少なくともアセチレンから所定の直径のナノ粉末の製造を制御するための方法 |
| JP2015207591A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社日立国際電気 | 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム |
| JP2015230998A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | ローム株式会社 | ＳｉＣエピタキシャルウェハ、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法、および半導体装置 |
| US9711353B2 (en) | 2015-02-13 | 2017-07-18 | Panasonic Corporation | Method for manufacturing compound semiconductor epitaxial substrates including heating of carrier gas |
| WO2021193160A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 東京エレクトロン株式会社 | 炭化ケイ素含有膜を形成する方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4220717C2 (de) | 2002-11-07 |
| US5254370A (en) | 1993-10-19 |
| DE4220717A1 (de) | 1993-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001206 |