JPH086180B2 - 結晶性ＳｉＣ膜の製造法 - Google Patents
結晶性ＳｉＣ膜の製造法Info
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- JPH086180B2 JPH086180B2 JP3211421A JP21142191A JPH086180B2 JP H086180 B2 JPH086180 B2 JP H086180B2 JP 3211421 A JP3211421 A JP 3211421A JP 21142191 A JP21142191 A JP 21142191A JP H086180 B2 JPH086180 B2 JP H086180B2
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- sic film
- film
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、結晶性ＳｉＣ膜の製
造法に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、半導体、原子力用材料、耐熱被覆材等として有用
な、結晶性ＳｉＣ膜の製造法に関するものである。
造法に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、半導体、原子力用材料、耐熱被覆材等として有用
な、結晶性ＳｉＣ膜の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、非酸化物系セラミ
ックスとしてのＳｉＣは、耐熱性に優れていると同時に
電気特性として禁制帯幅が広く、半導体材料として注目
されている。特に立方晶のβ型ＳｉＣは耐放射線損傷に
優れている。このため耐熱・耐放射線素子用のＳｉＣ薄
膜がプラズマＣＶＤ、スパッタ法等で作られている。し
かしながら、これらの方法ではイオン衝撃を成膜手段と
して用いるため、薄膜材料中に欠陥が多くできるという
欠点がある。そこで最近では、このような構造欠陥の少
ない薄膜合成法として水銀ランプやエキシマレーザの紫
外光を用いた光ＣＶＤが注目され、実際に、この光ＣＶ
ＤによるＳｉＣ薄膜の低温合成が試みられている（「レ
ーザ研究」第１７巻、第３号、第４９〜５７頁）。しか
しながら、この低温光ＣＶＤによる成膜では、非晶質の
材料しか得られていないのが実情である。
ックスとしてのＳｉＣは、耐熱性に優れていると同時に
電気特性として禁制帯幅が広く、半導体材料として注目
されている。特に立方晶のβ型ＳｉＣは耐放射線損傷に
優れている。このため耐熱・耐放射線素子用のＳｉＣ薄
膜がプラズマＣＶＤ、スパッタ法等で作られている。し
かしながら、これらの方法ではイオン衝撃を成膜手段と
して用いるため、薄膜材料中に欠陥が多くできるという
欠点がある。そこで最近では、このような構造欠陥の少
ない薄膜合成法として水銀ランプやエキシマレーザの紫
外光を用いた光ＣＶＤが注目され、実際に、この光ＣＶ
ＤによるＳｉＣ薄膜の低温合成が試みられている（「レ
ーザ研究」第１７巻、第３号、第４９〜５７頁）。しか
しながら、この低温光ＣＶＤによる成膜では、非晶質の
材料しか得られていないのが実情である。
【０００３】このため、以上の通りの半導体はもとよ
り、原子力用材料、耐熱被覆材等としてその応用が広く
期待されている結晶性ＳｉＣ膜を高品質な被覆として実
現するための方法が強く求められていた。この発明は、
このような事情に鑑みてなされたものであり、従来法の
欠点を解消し、高品質な結晶性ＳｉＣ膜を製造すること
のできる新しい製造法を提供することを目的としてい
る。
り、原子力用材料、耐熱被覆材等としてその応用が広く
期待されている結晶性ＳｉＣ膜を高品質な被覆として実
現するための方法が強く求められていた。この発明は、
このような事情に鑑みてなされたものであり、従来法の
欠点を解消し、高品質な結晶性ＳｉＣ膜を製造すること
のできる新しい製造法を提供することを目的としてい
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、基板上に単原子層以上の厚さの
炭素を予め蒸着あるいは付着させ、シランガスおよび炭
素源ガスの雰囲気中でＡｒＦエキシマレーザー照射する
ことを特徴とする結晶性ＳｉＣ膜の製造法を提供する。
また、さらに詳しくはこの発明は、基板として金属、セ
ラミックスまたは有機物の任意のものを使用すること等
をその態様としてもいる。
を解決するものとして、基板上に単原子層以上の厚さの
炭素を予め蒸着あるいは付着させ、シランガスおよび炭
素源ガスの雰囲気中でＡｒＦエキシマレーザー照射する
ことを特徴とする結晶性ＳｉＣ膜の製造法を提供する。
また、さらに詳しくはこの発明は、基板として金属、セ
ラミックスまたは有機物の任意のものを使用すること等
をその態様としてもいる。
【０００５】また、この発明の方法においては、限定さ
れることはないが、基板温度を２５０℃以下の低温域と
することが好ましい。この発明の製造法についてさらに
説明すると、金属、セラミックスあるいは有機物基板上
に真空蒸着その他の方法により単原子層以上の厚さの炭
素をあらかじめ蒸着あるいは付着させ、モノシランある
いはジシラン等のシランガス、ならびにアセチレン、メ
タン等の炭化水素ガス、さらにはその他の炭素源ガスを
原料とする混合ガス雰囲気中で、好ましくは２５０℃以
下の一定温度で基板に対してＡｒＦレーザ光を照射して
結晶性ＳｉＣを製造する。
れることはないが、基板温度を２５０℃以下の低温域と
することが好ましい。この発明の製造法についてさらに
説明すると、金属、セラミックスあるいは有機物基板上
に真空蒸着その他の方法により単原子層以上の厚さの炭
素をあらかじめ蒸着あるいは付着させ、モノシランある
いはジシラン等のシランガス、ならびにアセチレン、メ
タン等の炭化水素ガス、さらにはその他の炭素源ガスを
原料とする混合ガス雰囲気中で、好ましくは２５０℃以
下の一定温度で基板に対してＡｒＦレーザ光を照射して
結晶性ＳｉＣを製造する。
【０００６】このような結晶性ＳｉＣ膜の製造のために
は、反応容器は、あらかじめ１×１０-7Ｔｏｒｒ以上の
高真空にし、反応ガスには、純度９９．９９％以上の純
度のものを用いることが好ましい。また、反応ガスの全
圧力は０．１Ｔｏｒｒ以上で、シランと炭化水素ガス等
の割合は１：５〜１：１０程度とするのが好ましい。以
上の通りのこの発明の方法によって、より低温域での操
作により、前記した通りのＡｒＦレーザーＣＶＤ法で結
晶性ＳｉＣ膜を製造することができ、高品質、高機能の
半導体材料や、各種の耐放射線、耐熱性の複合材料を高
品質で製造することができる。
は、反応容器は、あらかじめ１×１０-7Ｔｏｒｒ以上の
高真空にし、反応ガスには、純度９９．９９％以上の純
度のものを用いることが好ましい。また、反応ガスの全
圧力は０．１Ｔｏｒｒ以上で、シランと炭化水素ガス等
の割合は１：５〜１：１０程度とするのが好ましい。以
上の通りのこの発明の方法によって、より低温域での操
作により、前記した通りのＡｒＦレーザーＣＶＤ法で結
晶性ＳｉＣ膜を製造することができ、高品質、高機能の
半導体材料や、各種の耐放射線、耐熱性の複合材料を高
品質で製造することができる。
【０００７】以下実施例を示し、さらに詳しくこの発明
の製造法について説明する。
の製造法について説明する。
【０００８】
【実施例】実施例１ 蒸着により炭素を約１０ｎｍ堆積させたコロジオン膜試
料に温度２００℃でジシラン０．００５５〜０．０１Ｔ
ｏｒｒ、アセチレン０．０５〜０．１Ｔｏｒｒの混合ガ
ス気流中でＡｒＦエキシマレーザ光を繰り返し数２５Ｈ
ｚで垂直に照射した。エキシマ光のエネルギーは試料表
面で約７０ｍＪ／ｃｍ2 であった。生成した膜を透過電
子顕微鏡により解析した結果、図１（ａ）の電子線回折
像に示すようにβＳｉＣの結晶ができていることが確認
された。ＳｉＣ（１１１）面の暗視野像（図１（ｂ））
より、結晶の大きさは大きいもので約５０ｎｍφである
ことがわかる。一方、金属及び石英ガラス等の上に予め
炭素を付着させることなく直接成膜したが、生成した膜
は結晶化していなかった。たとえば図１（ｃ）は、Ｃｕ
上に直接作製した薄膜の回折像であるが、ハローパタン
が得られ、非晶質であることがわかる。実施例２ 炭素基板を用いて、温度２４５℃においてジシラン０．
０１Ｔｏｒｒ、アセチレン０．１Ｔｏｒｒの混合ガス気
流中で、エネルギー密度７５ｍＪ／ｃｍ2 のＡｒＦエキ
シマレーザを繰り返し数２０Ｈｚで４０分間照射した。
生成した厚さ約０．６μｍの薄膜表面を赤外分光によっ
て解析した。図２（ａ）に示すように、赤外スペクトル
は約８００〜９００ｃｍ-1にＳｉＣの典型的な吸収を示
していた。一方、通常のＣＶＤにより温度１４００℃で
作製した粒径約１００μｍφのβ型ＳｉＣの赤外スペク
トルを示したものが図２（ｂ）である。赤外吸収はほぼ
両者とも一致していることがわかる。これに対して、上
記と同じ条件でＭｏ基板上に直接作製した膜について
は、約８００ｃｍ-1付近にわずかな吸収が認められるも
のの、結晶性に基づく明確なスペクトルは観察されなか
った（図２（ｃ））。
料に温度２００℃でジシラン０．００５５〜０．０１Ｔ
ｏｒｒ、アセチレン０．０５〜０．１Ｔｏｒｒの混合ガ
ス気流中でＡｒＦエキシマレーザ光を繰り返し数２５Ｈ
ｚで垂直に照射した。エキシマ光のエネルギーは試料表
面で約７０ｍＪ／ｃｍ2 であった。生成した膜を透過電
子顕微鏡により解析した結果、図１（ａ）の電子線回折
像に示すようにβＳｉＣの結晶ができていることが確認
された。ＳｉＣ（１１１）面の暗視野像（図１（ｂ））
より、結晶の大きさは大きいもので約５０ｎｍφである
ことがわかる。一方、金属及び石英ガラス等の上に予め
炭素を付着させることなく直接成膜したが、生成した膜
は結晶化していなかった。たとえば図１（ｃ）は、Ｃｕ
上に直接作製した薄膜の回折像であるが、ハローパタン
が得られ、非晶質であることがわかる。実施例２ 炭素基板を用いて、温度２４５℃においてジシラン０．
０１Ｔｏｒｒ、アセチレン０．１Ｔｏｒｒの混合ガス気
流中で、エネルギー密度７５ｍＪ／ｃｍ2 のＡｒＦエキ
シマレーザを繰り返し数２０Ｈｚで４０分間照射した。
生成した厚さ約０．６μｍの薄膜表面を赤外分光によっ
て解析した。図２（ａ）に示すように、赤外スペクトル
は約８００〜９００ｃｍ-1にＳｉＣの典型的な吸収を示
していた。一方、通常のＣＶＤにより温度１４００℃で
作製した粒径約１００μｍφのβ型ＳｉＣの赤外スペク
トルを示したものが図２（ｂ）である。赤外吸収はほぼ
両者とも一致していることがわかる。これに対して、上
記と同じ条件でＭｏ基板上に直接作製した膜について
は、約８００ｃｍ-1付近にわずかな吸収が認められるも
のの、結晶性に基づく明確なスペクトルは観察されなか
った（図２（ｃ））。
【０００９】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
よって、半導体、原子力用材料、そして耐熱複合材等と
して有用なＳｉＣ膜について、より低温での光ＣＶＤが
可能となり、高品質の結晶性ＳｉＣ膜が製造される。
よって、半導体、原子力用材料、そして耐熱複合材等と
して有用なＳｉＣ膜について、より低温での光ＣＶＤが
可能となり、高品質の結晶性ＳｉＣ膜が製造される。
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、この発明の実施
例としてのβＳｉＣ薄膜の電子線回折像、ＳｉＣ（１１
１）面の暗視野像、および比較のためにＣｕ上に直接生
成させた薄膜の回折像を示した電子線回折図である。
例としてのβＳｉＣ薄膜の電子線回折像、ＳｉＣ（１１
１）面の暗視野像、および比較のためにＣｕ上に直接生
成させた薄膜の回折像を示した電子線回折図である。
【図２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各々、この発明の方法
によって炭素基板上に生成させたＳｉＣ薄膜の赤外吸収
スペクトル、いわゆるβＳｉＣのスペクトル、比較のた
めにＭｏ基板上に直接成膜した場合のスペクトルを示し
た赤外吸収スペクトル図である。
によって炭素基板上に生成させたＳｉＣ薄膜の赤外吸収
スペクトル、いわゆるβＳｉＣのスペクトル、比較のた
めにＭｏ基板上に直接成膜した場合のスペクトルを示し
た赤外吸収スペクトル図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−222071（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−51941（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に単原子層以上の厚さの炭素を、
予め、蒸着あるいは付着させ、シランガスおよび炭素源
ガスの雰囲気中でＡｒＦエキシマレーザー照射すること
を特徴とする結晶性ＳｉＣ膜の製造法。 - 【請求項２】 金属、セラミックまたは有機物基板、お
よび炭化水素ガスを使用する請求項１の結晶性ＳｉＣ膜
の製造法。 - 【請求項３】 基板温度を２５０℃以下とする請求項１
または２の結晶性ＳｉＣ膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211421A JPH086180B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 結晶性ＳｉＣ膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211421A JPH086180B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 結晶性ＳｉＣ膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641750A JPH0641750A (ja) | 1994-02-15 |
| JPH086180B2 true JPH086180B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=16605681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211421A Expired - Lifetime JPH086180B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | 結晶性ＳｉＣ膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086180B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015159212A (ja) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | 東京エレクトロン株式会社 | カーボンを含むシリコン膜の形成方法、及び、形成装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222071A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-30 | Toshiba Corp | セラミツクスが被着された部材の製造方法 |
| JPS6351941A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-03-05 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Ｃｖｄ方法および装置 |
-
1991
- 1991-07-30 JP JP3211421A patent/JPH086180B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0641750A (ja) | 1994-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |