JPH0524999A - 炭化珪素薄膜の製造方法 - Google Patents
炭化珪素薄膜の製造方法Info
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- JPH0524999A JPH0524999A JP17543391A JP17543391A JPH0524999A JP H0524999 A JPH0524999 A JP H0524999A JP 17543391 A JP17543391 A JP 17543391A JP 17543391 A JP17543391 A JP 17543391A JP H0524999 A JPH0524999 A JP H0524999A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い基板温度で良質な炭化珪素薄膜を製造す
る方法を提供する。 【構成】 基板素材１１としてシリコン基板を用い、真
空槽３３内を10-9Torr台になるまで十分に真空排気し、
シリコン基板が６００℃になるまで加熱し、その後、Ｅ
Ｂ蒸着源３１を用いて、シリコン粒子をシリコン基板に
照射すると共に、イオン源３２より炭素イオンを２００
ｅＶ〜１ｋｅＶのエネルギーで照射する。
る方法を提供する。 【構成】 基板素材１１としてシリコン基板を用い、真
空槽３３内を10-9Torr台になるまで十分に真空排気し、
シリコン基板が６００℃になるまで加熱し、その後、Ｅ
Ｂ蒸着源３１を用いて、シリコン粒子をシリコン基板に
照射すると共に、イオン源３２より炭素イオンを２００
ｅＶ〜１ｋｅＶのエネルギーで照射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子工業における半導体
材料やコーティング膜などに用いられる炭化珪素薄膜の
製造方法に関する。
材料やコーティング膜などに用いられる炭化珪素薄膜の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化珪素薄膜を堆積する方法としては、
ガスの熱分解を利用したＣＶＤ法（化学気相成長法）や
プラズマＣＶＤ法、反応性スパッタ法などがある。
ガスの熱分解を利用したＣＶＤ法（化学気相成長法）や
プラズマＣＶＤ法、反応性スパッタ法などがある。
【０００３】まず、ＣＶＤ法は炭素の供給源ガスとシリ
コンの供給源ガスの混合物を水素ガスで希釈したもの
を、所定の温度に加熱された基板上に導入することによ
って、ガスの熱分解・反応を起こさせ、単結晶質の炭化
珪素薄膜を堆積する方法である。この方法で用いられる
炭素及びシリコンの供給源ガスとしては、主にプロパン
（Ｃ3 Ｈ8 ）やアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）などの炭化水素
ガス及びシラン（ＳｉＨ 4 ）が用いられている。また、
その所定の加熱温度としては1300〜1380℃で行なわれて
いる。
コンの供給源ガスの混合物を水素ガスで希釈したもの
を、所定の温度に加熱された基板上に導入することによ
って、ガスの熱分解・反応を起こさせ、単結晶質の炭化
珪素薄膜を堆積する方法である。この方法で用いられる
炭素及びシリコンの供給源ガスとしては、主にプロパン
（Ｃ3 Ｈ8 ）やアセチレン（Ｃ2 Ｈ2 ）などの炭化水素
ガス及びシラン（ＳｉＨ 4 ）が用いられている。また、
その所定の加熱温度としては1300〜1380℃で行なわれて
いる。
【０００４】プラズマＣＶＤ法は炭化水素ガスとシラン
ガスの混合ガスに高周波やμ波を作用させてプラズマ化
させ、膜を堆積する方法であるが、得られる膜質は非晶
質あるいは微結晶質のものである。
ガスの混合ガスに高周波やμ波を作用させてプラズマ化
させ、膜を堆積する方法であるが、得られる膜質は非晶
質あるいは微結晶質のものである。
【０００５】また、反応性スパッタ法は炭化水素ガス雰
囲気中でシリコンターゲットをスパッタし、膜堆積を行
なうが得られる膜はプラズマＣＶＤ法同様、非晶質であ
る。
囲気中でシリコンターゲットをスパッタし、膜堆積を行
なうが得られる膜はプラズマＣＶＤ法同様、非晶質であ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】熱ＣＶＤ法は良質の炭
化珪素薄膜を堆積することは可能であるが、ガスの分解
・反応を起こすためには1300℃以上の温度に基板を加熱
しなければならないといった問題点があった。これは炭
化珪素薄膜を様々な分野に利用するに当たって、高温で
劣化が生じたり、ドーピング原子の拡散が生じてしまう
ようなデバイスの製造などに応用する場合など大きな問
題となるし、温度変化による基板素材と膜との間に生じ
る熱応力などが大きくなるため、膜が変形したり、膜中
に多くの欠陥が残ったりする問題もある。
化珪素薄膜を堆積することは可能であるが、ガスの分解
・反応を起こすためには1300℃以上の温度に基板を加熱
しなければならないといった問題点があった。これは炭
化珪素薄膜を様々な分野に利用するに当たって、高温で
劣化が生じたり、ドーピング原子の拡散が生じてしまう
ようなデバイスの製造などに応用する場合など大きな問
題となるし、温度変化による基板素材と膜との間に生じ
る熱応力などが大きくなるため、膜が変形したり、膜中
に多くの欠陥が残ったりする問題もある。
【０００７】また、プラズマＣＶＤ法や反応性スパッタ
法は比較的低い基板温度で成膜は可能であるが、得られ
る膜質は非晶質のものである。加えて、薄膜に含まれる
シリコン元素と炭素元素の組成比を制御することが困難
である。
法は比較的低い基板温度で成膜は可能であるが、得られ
る膜質は非晶質のものである。加えて、薄膜に含まれる
シリコン元素と炭素元素の組成比を制御することが困難
である。
【０００８】以上のようにこれまでの方法は、成膜温度
が高い点や良質な膜を得難いなどの点で不十分であると
言ったような問題があった。本発明はこれらの問題点を
解決し、比較的低い温度で且つ、結晶性の良好な良質の
炭化珪素薄膜の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
が高い点や良質な膜を得難いなどの点で不十分であると
言ったような問題があった。本発明はこれらの問題点を
解決し、比較的低い温度で且つ、結晶性の良好な良質の
炭化珪素薄膜の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の炭化珪素薄膜の製造方法は、基板素材に、
少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射しながら、
同時に少なくとも炭素元素を含むイオン流を基板素材に
照射することからなる。
め、本発明の炭化珪素薄膜の製造方法は、基板素材に、
少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射しながら、
同時に少なくとも炭素元素を含むイオン流を基板素材に
照射することからなる。
【００１０】また、本発明の第２の炭化珪素薄膜の製造
方法は、基板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒
子流を照射する過程と、少なくとも炭素元素を含むイオ
ン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なうことか
らなる。
方法は、基板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒
子流を照射する過程と、少なくとも炭素元素を含むイオ
ン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なうことか
らなる。
【００１１】前記第２の発明の構成においては、基板素
材に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射する
過程において堆積される膜の厚さを、続いて照射される
少なくとも炭素元素を含むイオン流の平均飛程深さより
も薄くすることが好ましい。
材に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射する
過程において堆積される膜の厚さを、続いて照射される
少なくとも炭素元素を含むイオン流の平均飛程深さより
も薄くすることが好ましい。
【００１２】また、前記第１ならびに第２の発明の炭化
珪素薄膜の製造方法においては、少なくとも炭素元素を
含むイオン流を照射する際に、水素イオンを同時に照射
することが好ましい。
珪素薄膜の製造方法においては、少なくとも炭素元素を
含むイオン流を照射する際に、水素イオンを同時に照射
することが好ましい。
【００１３】
【作用】本発明の第１の炭化珪素薄膜の製造方法は、基
板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射
しながら、同時に少なくとも炭素元素を含むイオン流を
基板素材に照射するので、一般的にイオン状の粒子は電
荷を持つためにそのエネルギーや照射量をコントロール
することが容易であり、それ故に、シリコン粒子流を照
射しながら炭素をイオン状にして薄膜に導入すれば、炭
化珪素膜中の炭素の量を制御することが出来る。加え
て、イオンの持つエネルギーは炭化珪素のネットワーク
を形成するための結合エネルギーを供給するため、比較
的低温で結晶質の炭化珪素膜を形成することが出来る。
板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射
しながら、同時に少なくとも炭素元素を含むイオン流を
基板素材に照射するので、一般的にイオン状の粒子は電
荷を持つためにそのエネルギーや照射量をコントロール
することが容易であり、それ故に、シリコン粒子流を照
射しながら炭素をイオン状にして薄膜に導入すれば、炭
化珪素膜中の炭素の量を制御することが出来る。加え
て、イオンの持つエネルギーは炭化珪素のネットワーク
を形成するための結合エネルギーを供給するため、比較
的低温で結晶質の炭化珪素膜を形成することが出来る。
【００１４】また、本発明の第２の炭化珪素薄膜の製造
方法は、基板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒
子流を照射する過程と、少なくとも炭素元素を含むイオ
ン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なうことか
らなるので、シリコン元素を含む粒子粒と炭素元素を含
むイオン流の照射を同時に行う場合には、それぞれの照
射量を同じ系の中で同時に一致させてコントロールする
必要があるが、シリコンと炭素の照射量を同時に一致さ
せることがやっかい或いは困難な場合においても別々に
照射量をコントロール出来るのでコントロールが容易で
あり、従って精度良く炭化珪素薄膜を堆積することが可
能となる。
方法は、基板素材に、少なくともシリコン元素を含む粒
子流を照射する過程と、少なくとも炭素元素を含むイオ
ン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なうことか
らなるので、シリコン元素を含む粒子粒と炭素元素を含
むイオン流の照射を同時に行う場合には、それぞれの照
射量を同じ系の中で同時に一致させてコントロールする
必要があるが、シリコンと炭素の照射量を同時に一致さ
せることがやっかい或いは困難な場合においても別々に
照射量をコントロール出来るのでコントロールが容易で
あり、従って精度良く炭化珪素薄膜を堆積することが可
能となる。
【００１５】前記第２の発明の構成において、基板素材
に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射する過
程において堆積される膜の厚さを、続いて照射される少
なくとも炭素元素を含むイオン流の平均飛程深さよりも
薄くすることによって、先に堆積したシリコン膜の底部
まで炭素元素のイオン流を到達させることができ、均一
な炭化珪素薄膜を堆積することが可能となる。
に、少なくともシリコン元素を含む粒子流を照射する過
程において堆積される膜の厚さを、続いて照射される少
なくとも炭素元素を含むイオン流の平均飛程深さよりも
薄くすることによって、先に堆積したシリコン膜の底部
まで炭素元素のイオン流を到達させることができ、均一
な炭化珪素薄膜を堆積することが可能となる。
【００１６】また、前記第１ならびに第２の発明の炭化
珪素薄膜の製造方法において、少なくとも炭素元素を含
むイオン流を照射する際に、水素イオンを同時に照射す
ることによって、炭素同志が結合することによる膜質の
低下を防止することができ、炭化珪素のネットワークの
形成を助ける作用があり、結晶性の良い炭化珪素薄膜を
製造することができる。
珪素薄膜の製造方法において、少なくとも炭素元素を含
むイオン流を照射する際に、水素イオンを同時に照射す
ることによって、炭素同志が結合することによる膜質の
低下を防止することができ、炭化珪素のネットワークの
形成を助ける作用があり、結晶性の良い炭化珪素薄膜を
製造することができる。
【００１７】
【実施例】本発明の一実施例における炭化珪素薄膜の製
造方法及びその製造に使用した装置に関して図面を参照
しながらより詳細に説明する。
造方法及びその製造に使用した装置に関して図面を参照
しながらより詳細に説明する。
【００１８】図１は基板素材に、シリコン元素を含む粒
子流を照射しながら、同時に炭素原子を含むイオン流を
照射している状況を模式的に示した模式図である。図１
中、１１が基板素材、１２が堆積された炭化珪素薄膜、
１３がシリコン粒子流、１４が炭素イオンを示してい
る。
子流を照射しながら、同時に炭素原子を含むイオン流を
照射している状況を模式的に示した模式図である。図１
中、１１が基板素材、１２が堆積された炭化珪素薄膜、
１３がシリコン粒子流、１４が炭素イオンを示してい
る。
【００１９】また、図２は基板素材に、シリコン元素を
含む粒子流を照射する過程と、炭素元素を含むイオン流
を基板素材に照射する過程を交互に行なう場合のそれぞ
れの過程を模式的に示した模式図であり、図２の（ａ）
がシリコン元素を含む粒子流を照射している過程を、ま
た、（ｂ）が炭素元素を含むイオン流を基板素材に照射
している過程を示しており、（ａ）と（ｂ）の中間の太
い矢印は、上記の２つの過程を交互に行うことを示して
いるものである。図２中の各符号は、図１の場合と同一
であるので、説明を省略する。
含む粒子流を照射する過程と、炭素元素を含むイオン流
を基板素材に照射する過程を交互に行なう場合のそれぞ
れの過程を模式的に示した模式図であり、図２の（ａ）
がシリコン元素を含む粒子流を照射している過程を、ま
た、（ｂ）が炭素元素を含むイオン流を基板素材に照射
している過程を示しており、（ａ）と（ｂ）の中間の太
い矢印は、上記の２つの過程を交互に行うことを示して
いるものである。図２中の各符号は、図１の場合と同一
であるので、説明を省略する。
【００２０】図３は本発明方法により炭化珪素薄膜を製
造する際に使用した装置の一例を示す略図である。以下
にその構成について説明する。基板素材１１は真空槽３
３内に設置された基板ホルダー３４に固定されるように
なっている。この基板ホルダー３４内にはヒーター３５
が組み込まれてあり、基板素材１１を１０００℃程度ま
で加熱出来るようになっている。また、真空槽３３には
内部を排気するための真空ポンプ（図示せず）が接続さ
れており、１０ -10 Torr台まで真空にできる。そして、
シリコン元素を含む粒子流及び炭素元素を含むイオン流
を得る方法として、真空槽にはＥＢ蒸着源（エレクトロ
ンビーム蒸着源）３１とイオン源３２が設置されてい
る。図中３６はハース、３７はシリコン原料、３８はＥ
−ガン（電子銃）を示す。
造する際に使用した装置の一例を示す略図である。以下
にその構成について説明する。基板素材１１は真空槽３
３内に設置された基板ホルダー３４に固定されるように
なっている。この基板ホルダー３４内にはヒーター３５
が組み込まれてあり、基板素材１１を１０００℃程度ま
で加熱出来るようになっている。また、真空槽３３には
内部を排気するための真空ポンプ（図示せず）が接続さ
れており、１０ -10 Torr台まで真空にできる。そして、
シリコン元素を含む粒子流及び炭素元素を含むイオン流
を得る方法として、真空槽にはＥＢ蒸着源（エレクトロ
ンビーム蒸着源）３１とイオン源３２が設置されてい
る。図中３６はハース、３７はシリコン原料、３８はＥ
−ガン（電子銃）を示す。
【００２１】かかる装置を用いて本発明方法を実施する
場合、基板素材として特に限定はしないが、通常シリコ
ンや炭化珪素が好ましく用いられる。また基板の温度
は、通常 500〜1000℃が好ましい。
場合、基板素材として特に限定はしないが、通常シリコ
ンや炭化珪素が好ましく用いられる。また基板の温度
は、通常 500〜1000℃が好ましい。
【００２２】また、成膜中の真空槽内の圧力は10-5〜10
-7Torr程度が好ましく採用される。また、少なくとも炭
素原子を含むイオン流を得るためのイオンソースガスと
してはメタンなどの炭化水素や一酸化炭素などが好まし
く用いられる。
-7Torr程度が好ましく採用される。また、少なくとも炭
素原子を含むイオン流を得るためのイオンソースガスと
してはメタンなどの炭化水素や一酸化炭素などが好まし
く用いられる。
【００２３】また、水素イオンの照射を併用する場合に
は、その方法については特に限定するものではなく、水
素イオン用のイオン源を別に保有しても良いし、炭素イ
オンと同一のイオン源から供給してもよい。一般にイオ
ン源としてはカウフマン型やバケット型と呼ばれるもの
なども用いられるが、特に、限定するものではない。
は、その方法については特に限定するものではなく、水
素イオン用のイオン源を別に保有しても良いし、炭素イ
オンと同一のイオン源から供給してもよい。一般にイオ
ン源としてはカウフマン型やバケット型と呼ばれるもの
なども用いられるが、特に、限定するものではない。
【００２４】イオンの照射方法としては特に限定はしな
いが、例えばいくつかの例を挙げると次の様である。 (1) 炭素イオンのソースガス（例えば、CH4 やCOなど）
を分解した後、質量分離して12Ｃ +イオンだけを抽出し
たものと同様の方法で 1Ｈ +イオン（ソースガスはＨ2
など）を抽出したものを個々のイオン源より照射する。
いが、例えばいくつかの例を挙げると次の様である。 (1) 炭素イオンのソースガス（例えば、CH4 やCOなど）
を分解した後、質量分離して12Ｃ +イオンだけを抽出し
たものと同様の方法で 1Ｈ +イオン（ソースガスはＨ2
など）を抽出したものを個々のイオン源より照射する。
【００２５】(2) イオンのソースガスとして、炭化水素
ガス（CH4 など）を用い、これを分解することによって
得られるイオンを質量分離することなく照射する。この
場合、得られるイオンはＨ+ やＣ+ のほかCH3 +など様々
なものが含まれている。
ガス（CH4 など）を用い、これを分解することによって
得られるイオンを質量分離することなく照射する。この
場合、得られるイオンはＨ+ やＣ+ のほかCH3 +など様々
なものが含まれている。
【００２６】また、図４は図３の装置とほぼ同じ構成で
あるが、シリコン元素を含む粒子流を得る手法として、
図３のＥＢ蒸着源３１に代えて、Ｋ−セル（クヌードセ
ンセル）４１を用いた本発明方法を実施するための装置
例の概略図である。このＫ−セルは比較的高い融点を持
つシリコンの粒子流を得られるようにするため2000℃ま
で加熱可能となっている。一般的にＫ−セルは照射量の
微量調節機能に優れており、Ｋ−セルを用いることによ
って、得られる膜の組成をより高度に制御できるように
なる。その結果、組成のずれた領域がなくなるため膜中
の欠陥が減少し、結晶性がより向上する。
あるが、シリコン元素を含む粒子流を得る手法として、
図３のＥＢ蒸着源３１に代えて、Ｋ−セル（クヌードセ
ンセル）４１を用いた本発明方法を実施するための装置
例の概略図である。このＫ−セルは比較的高い融点を持
つシリコンの粒子流を得られるようにするため2000℃ま
で加熱可能となっている。一般的にＫ−セルは照射量の
微量調節機能に優れており、Ｋ−セルを用いることによ
って、得られる膜の組成をより高度に制御できるように
なる。その結果、組成のずれた領域がなくなるため膜中
の欠陥が減少し、結晶性がより向上する。
【００２７】Ｋ−セルの材質については、特に限定する
ものではないが、一般的には窒化硼素が用いられるが、
シリコンのような高融点材料を蒸発させるためのものと
して、炭素やタングステンのるつぼを用いてもよい。
ものではないが、一般的には窒化硼素が用いられるが、
シリコンのような高融点材料を蒸発させるためのものと
して、炭素やタングステンのるつぼを用いてもよい。
【００２８】なお、その他の条件は上記図３の説明で記
載した条件とほぼ同様である。以下に、図３及び図４に
示した装置を用いて本発明方法により炭化珪素薄膜を製
造した結果について、更に、具体的実施例を挙げて説明
する。
載した条件とほぼ同様である。以下に、図３及び図４に
示した装置を用いて本発明方法により炭化珪素薄膜を製
造した結果について、更に、具体的実施例を挙げて説明
する。
【００２９】（実施例１）基板素材１１としてシリコン
基板を用い、図３の装置を使用して薄膜堆積を行なった
結果について述べる。まず、真空槽３３内を10-9Torr台
になるまで十分に真空排気し、シリコン基板が所定の温
度（６００℃）になるまで加熱した。その後、シリコン
をターゲットをして持つＥＢ蒸着源３１を用いて、シリ
コン粒子をシリコン基板に 0.3〜1.0 オングストローム
/secの蒸着レートで照射すると共に、イオン源３２より
炭素イオンを２００ｅＶ〜１ｋｅＶのエネルギーで照射
した。その際、炭素イオンの照射量は蒸着レートから見
積ったＥＢ蒸着源３１から飛来するシリコン原子数にほ
ぼ一致するようにイオン電流密度を0.005 〜0.020mA/cm
2 の範囲で加減した。成膜中の真空槽内の圧力は 1×10
-5Torr程度であった。一定時間（１時間）堆積した後に
得られた膜の特性を測定した結果、従来よりも良質な多
結晶質の炭化珪素薄膜が得られていることが確認され
た。また、炭素イオンを照射する際、同時に水素イオン
を炭素イオンの照射量の10〜100%の量だけ照射すると、
得られる膜の結晶性が改善されることも確認された。
基板を用い、図３の装置を使用して薄膜堆積を行なった
結果について述べる。まず、真空槽３３内を10-9Torr台
になるまで十分に真空排気し、シリコン基板が所定の温
度（６００℃）になるまで加熱した。その後、シリコン
をターゲットをして持つＥＢ蒸着源３１を用いて、シリ
コン粒子をシリコン基板に 0.3〜1.0 オングストローム
/secの蒸着レートで照射すると共に、イオン源３２より
炭素イオンを２００ｅＶ〜１ｋｅＶのエネルギーで照射
した。その際、炭素イオンの照射量は蒸着レートから見
積ったＥＢ蒸着源３１から飛来するシリコン原子数にほ
ぼ一致するようにイオン電流密度を0.005 〜0.020mA/cm
2 の範囲で加減した。成膜中の真空槽内の圧力は 1×10
-5Torr程度であった。一定時間（１時間）堆積した後に
得られた膜の特性を測定した結果、従来よりも良質な多
結晶質の炭化珪素薄膜が得られていることが確認され
た。また、炭素イオンを照射する際、同時に水素イオン
を炭素イオンの照射量の10〜100%の量だけ照射すると、
得られる膜の結晶性が改善されることも確認された。
【００３０】（実施例２）基板素材１１としてシリコン
基板を用い、図３の装置を使用してＥＢ蒸着源３１より
シリコンを照射する過程とイオン源３２より炭素イオン
を照射する過程を交互に行なった結果について述べる。
実験の条件は先に説明した同時照射の場合と同じであ
る。得られた膜は、先と同様良質なものが得られた。た
だし、１つの過程でＥＢ蒸着源３１よりシリコンを蒸着
する膜厚は、続いて照射される炭素イオンの平均飛程深
さよりも薄くしなければ、膜の深さ方向の均一性にむら
があることが確認された。すなわち、均一性よく良質の
炭化珪素膜を得るには、一過程のシリコン蒸着膜の膜厚
を炭素イオンの平均飛程よりも薄く、望ましくは同じ程
度にすることが好ましい。
基板を用い、図３の装置を使用してＥＢ蒸着源３１より
シリコンを照射する過程とイオン源３２より炭素イオン
を照射する過程を交互に行なった結果について述べる。
実験の条件は先に説明した同時照射の場合と同じであ
る。得られた膜は、先と同様良質なものが得られた。た
だし、１つの過程でＥＢ蒸着源３１よりシリコンを蒸着
する膜厚は、続いて照射される炭素イオンの平均飛程深
さよりも薄くしなければ、膜の深さ方向の均一性にむら
があることが確認された。すなわち、均一性よく良質の
炭化珪素膜を得るには、一過程のシリコン蒸着膜の膜厚
を炭素イオンの平均飛程よりも薄く、望ましくは同じ程
度にすることが好ましい。
【００３１】（実施例３）基板素材１１としてシリコン
基板を用い、図４の装置を使用して炭化珪素薄膜堆積を
行なった結果について述べる。実験条件としては（実施
例１）とほぼ同様である。まず、真空槽３３内部を10-9
Torr台になるまで十分に真空排気し、シリコン基板が所
定の温度（６００℃）になるまで加熱した。そして加熱
した基板にＫ−セル４１よりシリコン粒子流１３を、イ
オン源３２より炭素イオン流１４を照射した。この際の
Ｋ−セルの加熱温度は1850℃であった。また、成膜時の
圧力は 1×10-6Torr程度であった。それぞれの照射量は
（実施例１）と同様に膜厚計及びファラデーカップによ
り行なった。（実施例１）と比べ、シリコンの供給源と
してＫ−セルを用いているため、より高度な組成制御が
可能となっている。また、得られる膜質もより結晶性の
高い膜が得られることが確認された。
基板を用い、図４の装置を使用して炭化珪素薄膜堆積を
行なった結果について述べる。実験条件としては（実施
例１）とほぼ同様である。まず、真空槽３３内部を10-9
Torr台になるまで十分に真空排気し、シリコン基板が所
定の温度（６００℃）になるまで加熱した。そして加熱
した基板にＫ−セル４１よりシリコン粒子流１３を、イ
オン源３２より炭素イオン流１４を照射した。この際の
Ｋ−セルの加熱温度は1850℃であった。また、成膜時の
圧力は 1×10-6Torr程度であった。それぞれの照射量は
（実施例１）と同様に膜厚計及びファラデーカップによ
り行なった。（実施例１）と比べ、シリコンの供給源と
してＫ−セルを用いているため、より高度な組成制御が
可能となっている。また、得られる膜質もより結晶性の
高い膜が得られることが確認された。
【００３２】
【発明の効果】本発明の第１の炭化珪素薄膜の製造方法
によれば、低い基板温度で良質の結晶性の炭化珪素薄膜
を得ることが可能になる。
によれば、低い基板温度で良質の結晶性の炭化珪素薄膜
を得ることが可能になる。
【００３３】また本発明の第２の炭化珪素薄膜の製造方
法によれば、精度良く炭化珪素薄膜を得ることが可能と
なる。また、第２の発明において、シリコン元素を含む
粒子流を照射する過程において堆積される膜の厚さを、
続いて照射される少なくとも炭素原子を含むイオン流の
平均飛程深さよりも薄くすることによって、組成にむら
のない炭化珪素薄膜を容易に得ることが出来る。
法によれば、精度良く炭化珪素薄膜を得ることが可能と
なる。また、第２の発明において、シリコン元素を含む
粒子流を照射する過程において堆積される膜の厚さを、
続いて照射される少なくとも炭素原子を含むイオン流の
平均飛程深さよりも薄くすることによって、組成にむら
のない炭化珪素薄膜を容易に得ることが出来る。
【００３４】また、少なくとも炭素イオンを含むイオン
流を照射する際に、水素イオンを同時に照射することに
よって、より結晶性のよい炭化珪素薄膜を得ることが可
能になる。
流を照射する際に、水素イオンを同時に照射することに
よって、より結晶性のよい炭化珪素薄膜を得ることが可
能になる。
【００３５】従って、本発明方法によれば、炭化珪素薄
膜を用いた様々なデバイスの作製への応用が可能とな
る。
膜を用いた様々なデバイスの作製への応用が可能とな
る。
【図１】図１は本発明方法において、基板素材に、シリ
コン元素を含む粒子流を照射しながら、同時に炭素原子
を含むイオン流を照射している状態を示す模式図であ
る。
コン元素を含む粒子流を照射しながら、同時に炭素原子
を含むイオン流を照射している状態を示す模式図であ
る。
【図２】図２は本発明方法において、基板素材に、シリ
コン元素を含む粒子流を照射する過程と、炭素元素を含
むイオン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なっ
ている状態を示す模式図である。
コン元素を含む粒子流を照射する過程と、炭素元素を含
むイオン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なっ
ている状態を示す模式図である。
【図３】図３は本発明の炭化珪素薄膜を製造するための
一実施例で用いた装置の概略図である。
一実施例で用いた装置の概略図である。
【図４】図４は本発明の炭化珪素薄膜を製造するための
別の一実施例で用いた装置の概略図である。
別の一実施例で用いた装置の概略図である。
１１ 基板素材
１２ 炭化珪素薄膜
１３ シリコン粒子流
１４ 炭素イオン
３１ ＥＢ蒸着源
３２ イオン源
３３ 真空槽
３４ 基板ホルダー
３５ ヒーター
３６ ハース
３７ シリコン原料
３８ Ｅ−ガン
４１ Ｋ−セル
Claims (4)
- 【請求項１】 基板素材に、少なくともシリコン元素を
含む粒子流を照射しながら、同時に少なくとも炭素元素
を含むイオン流を基板素材に照射することからなる炭化
珪素薄膜の製造方法。 - 【請求項２】 基板素材に、少なくともシリコン元素を
含む粒子流を照射する過程と、少なくとも炭素元素を含
むイオン流を基板素材に照射する過程を、交互に行なう
ことからなる炭化珪素薄膜の製造方法。 - 【請求項３】 基板素材に、少なくともシリコン元素を
含む粒子流を照射する過程において堆積される膜の厚さ
を、続いて照射される少なくとも炭素元素を含むイオン
流の平均飛程深さよりも薄くすることからなる請求項２
記載の炭化珪素薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 少なくとも炭素元素を含むイオン流を照
射する際に、水素イオンを同時に照射することからなる
請求項１または２のいずれかに記載の炭化珪素薄膜の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17543391A JPH0524999A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 炭化珪素薄膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17543391A JPH0524999A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 炭化珪素薄膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524999A true JPH0524999A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=15996018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17543391A Pending JPH0524999A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 炭化珪素薄膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0524999A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351649A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Showa Denko Kk | 炭化珪素層製造方法、窒化ガリウム系半導体素子およびシリコン基板 |
| US8216367B2 (en) | 2005-06-14 | 2012-07-10 | Showa Denko K.K. | Method for production of silicon carbide layer, gallium nitride semiconductor device and silicon substrate |
| US8412524B2 (en) | 2006-05-25 | 2013-04-02 | Mmodal Ip Llc | Replacing text representing a concept with an alternate written form of the concept |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP17543391A patent/JPH0524999A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006351649A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Showa Denko Kk | 炭化珪素層製造方法、窒化ガリウム系半導体素子およびシリコン基板 |
| US8216367B2 (en) | 2005-06-14 | 2012-07-10 | Showa Denko K.K. | Method for production of silicon carbide layer, gallium nitride semiconductor device and silicon substrate |
| US8412524B2 (en) | 2006-05-25 | 2013-04-02 | Mmodal Ip Llc | Replacing text representing a concept with an alternate written form of the concept |
| US8515755B2 (en) | 2006-05-25 | 2013-08-20 | Mmodal Ip Llc | Replacing text representing a concept with an alternate written form of the concept |
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