JPS6016895A - ＳｉＣ単結晶積層体及びその製造方法 - Google Patents
ＳｉＣ単結晶積層体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPS6016895A JPS6016895A JP58123901A JP12390183A JPS6016895A JP S6016895 A JPS6016895 A JP S6016895A JP 58123901 A JP58123901 A JP 58123901A JP 12390183 A JP12390183 A JP 12390183A JP S6016895 A JPS6016895 A JP S6016895A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- sic single
- gas
- layer
- crystal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は５ｉＣ（炭化ケイ素）単結晶積層体及びその製
造方法に関する。
造方法に関する。
し）従来技術
現在Ｓ ｉ Ｃ単結晶は耐環境性素子材料として研究が
進められている。またＳＩＣは間接遷移型の＋ｖ −ｉ
ｖ化合物であり、種々の結晶購造が存在しその禁止帯幅
に２．３９ ｅ Ｖ〜６゜３３ｅＶまで多岐にわたると
共にＰ−ｎ接合形成が可能なことから赤色からπ色寸で
全ての可視光Ｚ元光可能な発光ダイオード材料として有
望視さ几ている。
進められている。またＳＩＣは間接遷移型の＋ｖ −ｉ
ｖ化合物であり、種々の結晶購造が存在しその禁止帯幅
に２．３９ ｅ Ｖ〜６゜３３ｅＶまで多岐にわたると
共にＰ−ｎ接合形成が可能なことから赤色からπ色寸で
全ての可視光Ｚ元光可能な発光ダイオード材料として有
望視さ几ている。
上述した如＜ＳｉＣは種々の結晶購造を有しており、そ
の措造ビ大別するとα型とβ型とに分けらｎる。’ｅ＞
でもα型の（ＳＨ（へキサゴナール）タイプ及びβ型の
３０（キュービック）タイプは再現性良く成長させるこ
とができる。
の措造ビ大別するとα型とβ型とに分けらｎる。’ｅ＞
でもα型の（ＳＨ（へキサゴナール）タイプ及びβ型の
３０（キュービック）タイプは再現性良く成長させるこ
とができる。
現在、多方面で使用さオｔているＳｉ（シリコン）単結
晶と比較しても熱伝導率、絶縁破壊電流、飽和電子ドリ
フト速度等の点においてＳｉＣがまさっており、また、
３Ｃ−８ｉＣｏ″）電子移動匹は８１のそ几に近い。従
って、５ｉＣｉ基板とした電子デバイスは高温雰囲気下
、各種放射線下等の環境下で使用可能と考えらルている
。
晶と比較しても熱伝導率、絶縁破壊電流、飽和電子ドリ
フト速度等の点においてＳｉＣがまさっており、また、
３Ｃ−８ｉＣｏ″）電子移動匹は８１のそ几に近い。従
って、５ｉＣｉ基板とした電子デバイスは高温雰囲気下
、各種放射線下等の環境下で使用可能と考えらルている
。
従来、３Ｃ−８ｉＣ＃Ｌ結晶を成長させる方法としては
、６ｎ−ｓｉａｎｋ結晶上に直接気相成長方法Ｚ用いて
成長させる方法が知ら２ｔているが、従来方法では６Ｈ
−８ＩＣと５ Ｈ−Ｓ ｉＣとの格子定数、熱膨張係数
等が相違するため成長した６Ｃ−６ｔｉＣ単結晶表酊に
に凹凸が多く、デバイス材料としては好ましくな７７１
つに。
、６ｎ−ｓｉａｎｋ結晶上に直接気相成長方法Ｚ用いて
成長させる方法が知ら２ｔているが、従来方法では６Ｈ
−８ＩＣと５ Ｈ−Ｓ ｉＣとの格子定数、熱膨張係数
等が相違するため成長した６Ｃ−６ｔｉＣ単結晶表酊に
に凹凸が多く、デバイス材料としては好ましくな７７１
つに。
（ハ）発明の目的
本発明は所る点に艦みてなさルたもので、６Ｈ−ｓｔｃ
ｊ）を結晶−Ｆに３Ｏ−８ｉＣ単結晶仝′積層するに際
して、上記３ｃｍ５ｉＣ４に結晶の表面が平坦となるＳ
１Ｃ単結晶の積層溝造及びその製造方法を提供せんとす
るものである。
ｊ）を結晶−Ｆに３Ｏ−８ｉＣ単結晶仝′積層するに際
して、上記３ｃｍ５ｉＣ４に結晶の表面が平坦となるＳ
１Ｃ単結晶の積層溝造及びその製造方法を提供せんとす
るものである。
に）発明の（背反
本発明の特徴は＋６Ｈ−ＳＬＣ屯結晶、該単結晶表面に
形成さ几た変成層、該変底層上に積層さＲた３Ｃ−８ｉ
Ｃ凰結晶からなることにあり、捷た他の！１゛♀徴は６
Ｈ−Ｓ Ｉ Ｃ単結晶を準備する工程、上記＜５１−
１−１１１０単結晶表面にイオンＺ注入しイオン注入層
を形成する工程、上記イオン注入層上にシリコン系化合
物ガスと炭素系化合物ガスもしくにシリコン−炭素系化
合物ガスを用いて３Ｃ−８ｉＣ単結晶を気イ１」成長さ
せる工程乞ゼムλ−たことにある。
形成さ几た変成層、該変底層上に積層さＲた３Ｃ−８ｉ
Ｃ凰結晶からなることにあり、捷た他の！１゛♀徴は６
Ｈ−Ｓ Ｉ Ｃ単結晶を準備する工程、上記＜５１−
１−１１１０単結晶表面にイオンＺ注入しイオン注入層
を形成する工程、上記イオン注入層上にシリコン系化合
物ガスと炭素系化合物ガスもしくにシリコン−炭素系化
合物ガスを用いて３Ｃ−８ｉＣ単結晶を気イ１」成長さ
せる工程乞ゼムλ−たことにある。
（ホ）実施例
第１図１１：ｌ：本発明の一実施例ＳｉＬ’送結晶倒層
体を示し、（１）げ６Ｈ” Ｓ ｉ Ｃ単結晶からなる
基板、（２）は該基板（１）上に積層されに７５Ｈ−８
ｉＣ単結晶層、（３）は該爪結晶層（２）表面に形成さ
ルた勿成層、（４１ぼ該咀成層（３）上に積層されに５
０− Ｓ ｊ、 Ｃ単結晶、樋である。
体を示し、（１）げ６Ｈ” Ｓ ｉ Ｃ単結晶からなる
基板、（２）は該基板（１）上に積層されに７５Ｈ−８
ｉＣ単結晶層、（３）は該爪結晶層（２）表面に形成さ
ルた勿成層、（４１ぼ該咀成層（３）上に積層されに５
０− Ｓ ｊ、 Ｃ単結晶、樋である。
次に肋る第１１２１に示した積層体の製造方法ン第２（
）招Ａ −ＣＹ用いて説明する。
）招Ａ −ＣＹ用いて説明する。
第２図へμ第１工程全示し、６Ｈ−８ｉＣ車結晶からな
る基板１１１上ζ二６１（−８ｉＣ−囁結晶層（２）を
形成する。具体的には一基板＋１１を１８００°Ｃに保
持すると共に０’ ５Ｈａガス、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガ
スＹ夫々０．４７ｍ、ｄ／ｍｉｎ、１．０ ｍ ｇ ／
ｍｉｎ。
る基板１１１上ζ二６１（−８ｉＣ−囁結晶層（２）を
形成する。具体的には一基板＋１１を１８００°Ｃに保
持すると共に０’ ５Ｈａガス、ＳｉＨ４ガス、Ｈ２ガ
スＹ夫々０．４７ｍ、ｄ／ｍｉｎ、１．０ ｍ ｇ ／
ｍｉｎ。
３ （Ｊ ／ ｍ ｉ ｎの割合で上記基板（１）上に
送り込むことによ０約１時１ト１で基板（１）上（＝約
６１１ｍ＜））６Ｈ−ｆ９１ｃ単結晶が成長°「る。
送り込むことによ０約１時１ト１で基板（１）上（＝約
６１１ｍ＜））６Ｈ−ｆ９１ｃ単結晶が成長°「る。
第２図Ｂは第２工程を示し、６Ｈ−８ｉＣ単結晶層（２
）表面にイオン注入層１３）Ｚ形成する。斯る注入層＋
３）ｕ例えばＣＨ４イオンを加速″電圧１００ＫＶ、
密［Ｉ Ｘ １０ ’ｒオン、／ｌ：ｒｔｔ 〜５Ｘ
ｉ Ｏ”イメン／ｌｔａ で注入することにより得ら几
、斯る注入眉晶の層厚は約３ｏｏｏ＆である。
）表面にイオン注入層１３）Ｚ形成する。斯る注入層＋
３）ｕ例えばＣＨ４イオンを加速″電圧１００ＫＶ、
密［Ｉ Ｘ １０ ’ｒオン、／ｌ：ｒｔｔ 〜５Ｘ
ｉ Ｏ”イメン／ｌｔａ で注入することにより得ら几
、斯る注入眉晶の層厚は約３ｏｏｏ＆である。
第２図Ｃに最終工程を示し、上記注入層肩上に３Ｃ−８
ｉＣ単結晶層（４１を形成する。具体的にぼ基板温度１
４５０°Ｃに保持すると井にｃｓＨｓガス、ＳｉＨ４ガ
ス、Ｈ２ガスを大々０．４７ｍ１／ｍｉｎ、１．０ｍｌ
／ｍｉｎ、３ｆｆ／ｍｉｎ＋／）割合で上記基板＋１１
上に送り込むことにより釣２時出１で約１３μｍＪＷの
３Ｃ−８ｉＣ１砥結晶が成長した。
ｉＣ単結晶層（４１を形成する。具体的にぼ基板温度１
４５０°Ｃに保持すると井にｃｓＨｓガス、ＳｉＨ４ガ
ス、Ｈ２ガスを大々０．４７ｍ１／ｍｉｎ、１．０ｍｌ
／ｍｉｎ、３ｆｆ／ｍｉｎ＋／）割合で上記基板＋１１
上に送り込むことにより釣２時出１で約１３μｍＪＷの
３Ｃ−８ｉＣ１砥結晶が成長した。
尚、上記第２工程及び最終工程で生じる化学反応は
Ｃ５Ｈ８＋３ｆｌ；ｉＨ４→６ｓ ｉＣ＋ １０ Ｈ２
というものであり、Ｈ２ガスばＪｆ、 ｖ、るキャリア
ガスである。
というものであり、Ｈ２ガスばＪｆ、 ｖ、るキャリア
ガスである。
また上記最終工程において、基！＋１１が１４５０°Ｃ
：：保持さｎるため上記イオン注入層（３）は部分的に
再結晶化さ几、かつ上記各反応ガスと反応するため、窪
結晶、非晶質等が混在［、乙−椋の変成層「３）となる
。
：：保持さｎるため上記イオン注入層（３）は部分的に
再結晶化さ几、かつ上記各反応ガスと反応するため、窪
結晶、非晶質等が混在［、乙−椋の変成層「３）となる
。
史に川する変、成層（３）上に成長し定３ Ｃ−Ｓｉ
（’ ［］ｊ−結晶層１４）の表面に従来に比して平Ｊ
旦となった。こスｔに上記変成層（３）が６ Ｈ−Ｓ
：１． Ｃ１１’４−結晶と３ｃｍ５ ｉ Ｃｒｌｉ結
晶との格子定わ、熱膨張’ｌ＆数等により住じる内部応
カビ吸収するバッフアメ幣として働くためである。尚、
上記変成層１３）上に成長し／１ニノ曽か５Ｃ−ｓｉｃ
、ｅｉ結晶であることば電子、礫回折、Ｘ線回折、反射
ラウェ法等で確認しに０ 本実施例でに注入イオンとしてＣＨ４’ｌオンを用いた
が、Ｓｌ イオ／あろいｆ５ Ａ ｒ イオン等？用い
てもよく、そのときの（′」：人条イ、’ＪにＪ（＋ｂ Ｓｉ イオン：加速電圧１００ＫＶ、１×１０５〜ろ×
１０ イオン／Ｌｍ２ Ａｒ イオン：加速電圧１００にハ１×１０１ｂヨ〜５
×１０１フイオン／Ｃ苅２ である。
（’ ［］ｊ−結晶層１４）の表面に従来に比して平Ｊ
旦となった。こスｔに上記変成層（３）が６ Ｈ−Ｓ
：１． Ｃ１１’４−結晶と３ｃｍ５ ｉ Ｃｒｌｉ結
晶との格子定わ、熱膨張’ｌ＆数等により住じる内部応
カビ吸収するバッフアメ幣として働くためである。尚、
上記変成層１３）上に成長し／１ニノ曽か５Ｃ−ｓｉｃ
、ｅｉ結晶であることば電子、礫回折、Ｘ線回折、反射
ラウェ法等で確認しに０ 本実施例でに注入イオンとしてＣＨ４’ｌオンを用いた
が、Ｓｌ イオ／あろいｆ５ Ａ ｒ イオン等？用い
てもよく、そのときの（′」：人条イ、’ＪにＪ（＋ｂ Ｓｉ イオン：加速電圧１００ＫＶ、１×１０５〜ろ×
１０ イオン／Ｌｍ２ Ａｒ イオン：加速電圧１００にハ１×１０１ｂヨ〜５
×１０１フイオン／Ｃ苅２ である。
また、本実施例では反応ガスとしてＣ３ＨＤ及びＳｉＨ
４ガスを甲い之が、Ｃ３ＨＢガスに孕えてＣＨ４、Ｃ２
Ｈ６、ａ４Ｈ＋０１ｃｓＨ＋２−ｃ２Ｈ４ｍ３のガスＺ
、丑たＳ ｉ Ｈ，ガスに侯えて５ｉＪ（３Ｃβ、５ｉ
Ｈ２Ｃ／２．５ＩＨＣｐ３、ＥｉｉＣ１２、ＣＨ３５Ｉ
Ｈ２Ｃ１等のようなシリコン−炭素化合物ガスン用いる
ことが可能である。
４ガスを甲い之が、Ｃ３ＨＢガスに孕えてＣＨ４、Ｃ２
Ｈ６、ａ４Ｈ＋０１ｃｓＨ＋２−ｃ２Ｈ４ｍ３のガスＺ
、丑たＳ ｉ Ｈ，ガスに侯えて５ｉＪ（３Ｃβ、５ｉ
Ｈ２Ｃ／２．５ＩＨＣｐ３、ＥｉｉＣ１２、ＣＨ３５Ｉ
Ｈ２Ｃ１等のようなシリコン−炭素化合物ガスン用いる
ことが可能である。
（へ）発明の効果
１、本発明によ几ば６Ｈ−８ｉＣ逆結晶」二に表面平琳
な３Ｃ−ｓｉｃｌｌｉ結晶な形成できるので、６Ｃ−８
ｉＣ爪結晶乞用いた耐環境性に優几た電子デバイスが可
能となる。
な３Ｃ−ｓｉｃｌｌｉ結晶な形成できるので、６Ｃ−８
ｉＣ爪結晶乞用いた耐環境性に優几た電子デバイスが可
能となる。
第１図は本発明のＥｐｉｃ単結晶積層体の一実施例を示
′ｆ断面図、第２図Ａ〜Ｃに本発明製造方法の一実功例
夕示す工程別断面図である。 １２１ｙ・６ Ｈ−ｓ ｉ ｃ、ｌｉ結晶層、＋３）−
・・変Ｂｊ０７ｒ、 ＋３１・−イオン注入層、１４１
・・・３ Ｃ８ｉ Ｃ１ＡＩＡ ｔ４Ｌ ＩＢ。 第１図 第２図
′ｆ断面図、第２図Ａ〜Ｃに本発明製造方法の一実功例
夕示す工程別断面図である。 １２１ｙ・６ Ｈ−ｓ ｉ ｃ、ｌｉ結晶層、＋３）−
・・変Ｂｊ０７ｒ、 ＋３１・−イオン注入層、１４１
・・・３ Ｃ８ｉ Ｃ１ＡＩＡ ｔ４Ｌ ＩＢ。 第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１＋ ６Ｈ−ｓ １ｃ単結晶、該単結晶表面に形成さ
れた変成層、該変成層上に積層さ几た３Ｃ−Ｅ１１Ｃ単
結晶からなることビ特徴とする８ｉＣ単結単結層積。 １２１ ６ Ｈ−ｓ ｉ ｃ単結晶を準備する工程、上
記６Ｈ−８ｉＣ単結晶表面にイオンを注入しイオン注入
層音形成する工程、上記イオン注入層上にシリコン系化
合物ガスと炭素系化合物ガスもしくはシリコン−炭素系
化合物ガスを用いてろｅ−ｓＩＣ単結晶を気相成長させ
る工程を備えたことを特徴とするＳｉＣ単結晶積層体の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123901A JPS6016895A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | ＳｉＣ単結晶積層体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123901A JPS6016895A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | ＳｉＣ単結晶積層体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016895A true JPS6016895A (ja) | 1985-01-28 |
Family
ID=14872139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123901A Pending JPS6016895A (ja) | 1983-07-06 | 1983-07-06 | ＳｉＣ単結晶積層体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016895A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62216218A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54106100A (en) * | 1978-02-07 | 1979-08-20 | Sharp Corp | Vapor phase chemically depositing method for silicon carbide |
-
1983
- 1983-07-06 JP JP58123901A patent/JPS6016895A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54106100A (en) * | 1978-02-07 | 1979-08-20 | Sharp Corp | Vapor phase chemically depositing method for silicon carbide |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62216218A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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