JPS5898919A - 結晶性炭化硅素膜の製造方法 - Google Patents
結晶性炭化硅素膜の製造方法Info
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- JPS5898919A JPS5898919A JP56198845A JP19884581A JPS5898919A JP S5898919 A JPS5898919 A JP S5898919A JP 56198845 A JP56198845 A JP 56198845A JP 19884581 A JP19884581 A JP 19884581A JP S5898919 A JPS5898919 A JP S5898919A
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- JP
- Japan
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- substrate
- sputtering
- film
- sic
- silicon carbide
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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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0635—Carbides
-
- 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
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/36—Carbides
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】
本発明は、ダイオードなどに用いることができる多結晶
性の炭化硅素膜をスパッタリング法により形成する方法
に関する。
性の炭化硅素膜をスパッタリング法により形成する方法
に関する。
炭化硅素（以下ＳｉＣと記す）膜の半導体特性を利用し
てダイオードなどを構成する場合、結晶性を有するＳｉ
Ｃを形成する必要がある。 従来、多結晶性ＳｉＣをス
パッタリング法により形成するには、セラミック基板や
シリコン単結晶基板を用い、基板温度５００〜１０００
ＤＣでスパッタリングを行なう方法が知られている。
てダイオードなどを構成する場合、結晶性を有するＳｉ
Ｃを形成する必要がある。 従来、多結晶性ＳｉＣをス
パッタリング法により形成するには、セラミック基板や
シリコン単結晶基板を用い、基板温度５００〜１０００
ＤＣでスパッタリングを行なう方法が知られている。
しかしながら、上記スパッタリング法は基板温度を高く
しなくてはならないため、使用できる基板の種類が制約
される問題を有する。 例えば、サーマルヘッドに主と
して用いられるグレーズドセラミック基板の場合、その
ガラス層の軟化点が６００’Ｃ前後に存在するため基板
温度が５００〜１０００８Ｃであることを要する上記ス
パッタリング法では結晶性ＳｉＣを形成することはでき
ない。
しなくてはならないため、使用できる基板の種類が制約
される問題を有する。 例えば、サーマルヘッドに主と
して用いられるグレーズドセラミック基板の場合、その
ガラス層の軟化点が６００’Ｃ前後に存在するため基板
温度が５００〜１０００８Ｃであることを要する上記ス
パッタリング法では結晶性ＳｉＣを形成することはでき
ない。
本発明は、上記問題に鑑み、基板温度を低下させて、ス
パッタリング法によりグレーズドセラミック基板のよう
に高温に加熱できない基板上に結晶性ＳｉＣ膜を形成す
る方法を提供することを目的とするものである。
パッタリング法によりグレーズドセラミック基板のよう
に高温に加熱できない基板上に結晶性ＳｉＣ膜を形成す
る方法を提供することを目的とするものである。
すなわち、本発明は、ＳｉＣ膜の形成に先立って、基板
上にＳｉＣ結晶成長の核を形成し、その後に硅素（以下
Ｓｉ と記す〕を陰極又はターゲットとしてメタン（
ＣＨ４）を反応ガスとして含む放電ガス中で反応性スパ
ッタリングを行なうことにより、低い基板温度で結晶性
ＳｉＣ膜を形成せんとするものである。
上にＳｉＣ結晶成長の核を形成し、その後に硅素（以下
Ｓｉ と記す〕を陰極又はターゲットとしてメタン（
ＣＨ４）を反応ガスとして含む放電ガス中で反応性スパ
ッタリングを行なうことにより、低い基板温度で結晶性
ＳｉＣ膜を形成せんとするものである。
ＳｉＣ結晶成長の核としては、Ｓｉ などの元素を、
室温又は適当な基板温度で、連続膜にならない程度の厚
さ、例えば１０〜数十Ｘの厚さ、に蒸着又はスパッタリ
ング法により形成したものを用いる。
室温又は適当な基板温度で、連続膜にならない程度の厚
さ、例えば１０〜数十Ｘの厚さ、に蒸着又はスパッタリ
ング法により形成したものを用いる。
スパッタリング装置は、２極直流スパッタリング方式、
又は高周波スパッタリング１式のいずれの方式の装置で
あってもよい。 放電ガスとしては、アルゴン（八〇や
クリプトン（Ｋｒ）のような不活性ガスなど通常用いら
れる放電ガスに、メタンを反応性ガスとして混合して用
いる。
又は高周波スパッタリング１式のいずれの方式の装置で
あってもよい。 放電ガスとしては、アルゴン（八〇や
クリプトン（Ｋｒ）のような不活性ガスなど通常用いら
れる放電ガスに、メタンを反応性ガスとして混合して用
いる。
２極直流スパッタリング方式の場合、この混合ガスの全
圧力は１×１０−２〜１ＱＴｏｒｒ、好ましくはＩＱ−
ＩＴｏｒｒ台が適当であり、その中のメタンの分圧は５
ｘ１０−３〜数Ｔｏｒｒ、好ましくはｌ Ｑ−２Ｔｏ
ｒ ｒ台が適当である。 また、高周波スパッタリング
方式の場合、混合ガス圧力はＩ Ｘ ＩＦ４−１刈０−
２Ｔｏｒｒ、好ま、シ＜は１Ｏ−３Ｔｏｒｒ台が適当で
あり、メタン分圧は５×１Ｏ−５〜５×１Ｏ−３ＴＯｒ
ｒ、好ましくは１Ｏ−４Ｔｏｒｒ台が適当である。
圧力は１×１０−２〜１ＱＴｏｒｒ、好ましくはＩＱ−
ＩＴｏｒｒ台が適当であり、その中のメタンの分圧は５
ｘ１０−３〜数Ｔｏｒｒ、好ましくはｌ Ｑ−２Ｔｏ
ｒ ｒ台が適当である。 また、高周波スパッタリング
方式の場合、混合ガス圧力はＩ Ｘ ＩＦ４−１刈０−
２Ｔｏｒｒ、好ま、シ＜は１Ｏ−３Ｔｏｒｒ台が適当で
あり、メタン分圧は５×１Ｏ−５〜５×１Ｏ−３ＴＯｒ
ｒ、好ましくは１Ｏ−４Ｔｏｒｒ台が適当である。
スパッタリング速度は数十〜数百穴／分、 またスパッ
タパワーは１〜数ＫＷが適当である。そして、このよう
な条件において、基板温度は３０００Ｃ以上で、グレー
ズドセラミックのガラス層の軟化点未満の範囲に、好ま
しくは４００〜５００°Ｃに設定するのが適当である。
タパワーは１〜数ＫＷが適当である。そして、このよう
な条件において、基板温度は３０００Ｃ以上で、グレー
ズドセラミックのガラス層の軟化点未満の範囲に、好ま
しくは４００〜５００°Ｃに設定するのが適当である。
本発明のスパッタリングでは、スパッタされたＳｉ
とメタン分子とが基板上で反応してＳｉＣを生成する。
とメタン分子とが基板上で反応してＳｉＣを生成する。
その反応は、
Ｓ １ ＋ ＣＪ（４＝ Ｓ ｓＣ＋２Ｈ２と表わすこ
とができる。 その際、基板上には予めＳｉなどが核と
して形成されているので、上記反応で生成したＳｉＣが
核を中心として結晶成長し、したがって低い基板温度に
おいてもＳｉＣ多結晶が得られるものと考えられる。
さらに、上記反応で生成する水素（Ｈ２〕がＳｉＣ膜中
にドープされ、ＳｉＣの結晶成長を助長するものと考え
られる。
とができる。 その際、基板上には予めＳｉなどが核と
して形成されているので、上記反応で生成したＳｉＣが
核を中心として結晶成長し、したがって低い基板温度に
おいてもＳｉＣ多結晶が得られるものと考えられる。
さらに、上記反応で生成する水素（Ｈ２〕がＳｉＣ膜中
にドープされ、ＳｉＣの結晶成長を助長するものと考え
られる。
以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。
実施例
まず、グレーズドセラミック基板上に、真空蒸着法によ
りＳｉ を約５ＯＡの厚さに付着する〇このＳｉ を付
着させた基板を高周波スパッタリング装置内に装置し、
・その基板のＳｉ 付着面と対向させてＳｉ 板をター
ゲットとして設ける。
りＳｉ を約５ＯＡの厚さに付着する〇このＳｉ を付
着させた基板を高周波スパッタリング装置内に装置し、
・その基板のＳｉ 付着面と対向させてＳｉ 板をター
ゲットとして設ける。
スパッタリング装置を１Ｏ−６Ｔｏｒｒ台にまで排気し
た後、メタンを８ Ｘ １０”’Ｔ＊ｒｒまで導入し、
さらにアルゴンを導入して装置内のガス圧力を５×１Ｏ
−３Ｔｏｒｒとする。この状態で基板温度を４２００Ｃ
とし、２ＫＷのスパッタリングパワーで１２０視分のス
パッタリング速度で膜厚５μｍになるまでスパッタリン
グを行なった。
た後、メタンを８ Ｘ １０”’Ｔ＊ｒｒまで導入し、
さらにアルゴンを導入して装置内のガス圧力を５×１Ｏ
−３Ｔｏｒｒとする。この状態で基板温度を４２００Ｃ
とし、２ＫＷのスパッタリングパワーで１２０視分のス
パッタリング速度で膜厚５μｍになるまでスパッタリン
グを行なった。
その結果、多結晶ＳｉＣ膜が形成された。
上記実施例においてスパッタリング時の基板温度を４０
０°Ｃ以下とした場合、結晶性は悪くなるが多結晶Ｓｉ
Ｃ膜が形成された。
０°Ｃ以下とした場合、結晶性は悪くなるが多結晶Ｓｉ
Ｃ膜が形成された。
以上のように、本発明はＳｉＣ膜の形成に先立ってＳｉ
Ｃ結晶成長の核を形成するように構成したので、スパッ
タリング時の、基板温度を低下させることができ１．そ
の結果、グレーズドセラミックのように高温加熱ができ
ない基板上にも結晶性ＳｉＣを成膜することを可能とし
、大きな工業的意義を有する。
Ｃ結晶成長の核を形成するように構成したので、スパッ
タリング時の、基板温度を低下させることができ１．そ
の結果、グレーズドセラミックのように高温加熱ができ
ない基板上にも結晶性ＳｉＣを成膜することを可能とし
、大きな工業的意義を有する。
特許出願人 株式会社リコー
代理人弁理士青山 葆外２名
Claims (1)
- （１）基板上に硅素等を連続膜にならない程度に付着さ
せ、しかる後、硅素をターゲットとし、反応ガスとして
メタンを混合した放電ガス中で前記基板を所定の基板温
度に保持しつつ、その基板上にスパッタリングにより炭
化硅素膜を形成することを特徴とする結晶性炭化硅素膜
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198845A JPS5898919A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 結晶性炭化硅素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56198845A JPS5898919A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 結晶性炭化硅素膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5898919A true JPS5898919A (ja) | 1983-06-13 |
Family
ID=16397866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56198845A Pending JPS5898919A (ja) | 1981-12-09 | 1981-12-09 | 結晶性炭化硅素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5898919A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239988A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Canon Inc | 発光表示装置 |
| WO2009111245A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-11 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for growth of high purity 6h-sic single crystal |
| DE102012109167A1 (de) * | 2012-09-27 | 2014-05-15 | Tu Bergakademie Freiberg | Keramischer Trennkörper zur Stofftrennung |
-
1981
- 1981-12-09 JP JP56198845A patent/JPS5898919A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63239988A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Canon Inc | 発光表示装置 |
| WO2009111245A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-11 | Northrop Grumman Corporation | Method and apparatus for growth of high purity 6h-sic single crystal |
| DE102012109167A1 (de) * | 2012-09-27 | 2014-05-15 | Tu Bergakademie Freiberg | Keramischer Trennkörper zur Stofftrennung |
| DE102012109167B4 (de) * | 2012-09-27 | 2016-07-07 | Tu Bergakademie Freiberg | Keramischer Trennkörper zur Stofftrennung, Rohrmodul und Verwendung |
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