JPS5826167B2 - 炭化珪素の製造方法

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【発明の詳細な説明】本発明は半導体素子を製造する際使用する部品等の炭化
珪素の製造方法の改良に関する。

半導体素子を製造する場合高温処理等の過酷な条件下に
半導体材料がおかれる頻度は多い。

一方この場合炭化珪素被覆を施した部品が多用され、例
えば気相成長工程におけるウェハー積載台としてカーボ
ンサセプターが知られている。

これは高周波加熱による割合簡単な昇温できる点、比較
的均熱が得られる点、純度が良い点、シリコンウェハー
に対する悪影響が少ない点が理由となっている。

更に準結晶引上げ装置では外囲器として多くのカーボン
製部品が使用されており、この加熱方式としては抵抗加
熱方式が採られているためヒーターにもカーボン製部品
が使用され、坩堝等にも保温効果の利点から同じくカー
ボン製のものが賞用されている。

しかし高温の熱負荷によってこれらのカーボン製品から
発生する揮散物による汚染を防ぐべく、炭化珪素被膜を
気相成長用すセプクー等施すことが多くなって来た。

ところでこの炭化珪素被膜の製法はカーボン製部品に珪
素を気相成長させた後１８００℃程度に加熱させて珪素
とカーボンの反応を起す方法と、高温に保ったカーボン
製部品に炭化珪素を気相成長させて得る方法に大別され
る。

この方法の中前者は珪素とカーボンの反応が前記部品表
面付近に限られ生成膜の厚さは後者よりかなり薄い。

これに反して後者では炭化珪素自体の成長による為、被
膜の密度、純度も良く、更に前者にくらべて厚い膜が得
られるので大体後者が採用されている。

本発明者はこのような方法で炭化珪素膜をカーボン製部
品等に被覆して実験を試みた。

その結果炭化珪素被膜に珪素が容易に入り込む事が判明
した。

この事は炭化珪素被膜に可成りピンホールが存在するか
或は気孔があったものと推定される。

この気孔とは炭化珪素被膜がいわゆる多孔質に形成され
て生じた連結空孔又は空孔を意味する。

この炭化珪素被膜と一体となっているカーボン製部品は
、前述のようなピンホール及び気孔が炭化珪素被膜に存
在するので加熱によってカーボン部品に含まれる汚染物
質が気体として表面に出る事を意味する。

従がってこれらの気体によって半導体が汚染される欠点
を生じた。

本発明は上記の欠点を除去した半導体用炭化珪素被膜の
新規な製造方法を提供するものである。

即ち気孔の存在する炭化珪素被膜に高純度の珪素を被着
した後珪素の溶融温度以上で加熱することによって珪素
を気孔中に溶浸させ、更に前記温度で加熱することによ
って気孔中に珪素を溶着させ、然る后に炭化珪素に変成
させるものである。

前記気孔とは炭化珪素被膜が多孔質体となって生ずる空
孔あるいは連結空孔の外、炭化珪素被膜に不連続部分が
生ずるいわゆるピンホールをも含むものとする。

次に実施例によって本発明を詳述する。

石英管を準備し、その外周には誘導加熱用コイルを捲回
する、石英管内には半導体の素子製作に使用する愚説基
材（例えば気相成長用拠置台、単結晶引上用ルツボ）等
を載置し、高周波誘導加熱により、１０００〜２０００
’Ｃに昇温する。

反応ガスはＨ２＋ＳｔＣ１４（他のＳｉ化合物も
有効）＋Ｃ７Ｈ３（他のＧ化合物も有効）を接触せしめ
てＳＩＣ１４と０７Ｈ３との反応により、ＳｉＣの
被覆層を形成する。

このＳｉＣ被覆黒鉛基材は一旦、温度を下げ、表面に珪
素を成長させる工程を経る。

この場合の生成方法はＳｉｃｌ、＋Ｈ２、ＳｉＨ
４＋Ｈ２、Ｓ１Ｈｃｚ３＋Ｈ２の何れでも良く、その
温度は通常９００〜１３００℃の間である。

次に、該基材は不活性雰囲気若しくはＨ２の様な素と非
反応のガス中での溶融温度１４２０℃以上溶融する、
通常それは１５００℃前后が選ばれる。

この溶融によって、ＳｉＣの被覆中に存在する気孔は、
珪素によって埋められ、全く無気孔の基材となる。

次にこの該基材は更に１８００℃付近に昇温し、数時間
から、数１０時間の長時間熱処理を行い、気孔中の珪素
をＣとの反応により、ＳｉＣと変成さる。

これらの工程完了后は除冷をさせる事によってフラッフ
の発生を防止する。

この様にして得られたカーボン製基材即ち、周囲に完全
無気孔の炭化珪素被膜を施したカーボンサセプター又は
珪素単結晶用坩堝をそれぞれの目的に適用したところ、
半導体の汚染を激減させる事が出来た。

その程度は、無坩堝単結晶に匹適するものであった。

尚、炭化珪素層を所望の形状に形成し、これに前述の様
に珪素を溶浸溶着させ、炭化珪素に変成させ、最後に基
材カーボンを除去して、炭化珪素のみの治具として、使
用する事も可能である。

【特許請求の範囲】