JPS6045159B2 - 炭化珪素結晶層の製造方法 - Google Patents
炭化珪素結晶層の製造方法Info
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- JPS6045159B2 JPS6045159B2 JP1159178A JP1159178A JPS6045159B2 JP S6045159 B2 JPS6045159 B2 JP S6045159B2 JP 1159178 A JP1159178 A JP 1159178A JP 1159178 A JP1159178 A JP 1159178A JP S6045159 B2 JPS6045159 B2 JP S6045159B2
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- silicon carbide
- sic
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- silicon
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化珪素（ＳｉＣ）基板を製造する方法に関す
るもので、特に異質下地基板上に炭化珪素薄膜を成長さ
せ、気相てこの異質下地基板をエッチング除去し、残つ
た炭化珪素薄膜を下地基板として更にこの上に炭化珪素
を成長させる方法に係る。
るもので、特に異質下地基板上に炭化珪素薄膜を成長さ
せ、気相てこの異質下地基板をエッチング除去し、残つ
た炭化珪素薄膜を下地基板として更にこの上に炭化珪素
を成長させる方法に係る。
炭化珪素には多くの結晶構造（ｐｏｌｙｔｙｐｅ、多形
と称される）が存在し、結晶構造により２．４乃至３．
３エレクトロンボルト （ｅＶ）の禁制帯幅を有する。
と称される）が存在し、結晶構造により２．４乃至３．
３エレクトロンボルト （ｅＶ）の禁制帯幅を有する。
また炭化珪素は、熱的、化学的、機械的に極めて安定で
、放射線損傷にも強く、またワイドギャップ半導体とし
てはめずらしく、ｐ型、ｎ型共安定に存在する材料であ
る。従つて高温動作素子、大電力用素子、高信頼性半導
体素子、耐放射線素子等の半導体材料として有望である
。又従来の半導体材料を用いた素子ては困難な環境下で
も使用可能となり、半導体デバイスの応用範囲を著しく
拡大し得る材料である。その他、そのエネルギーギャッ
プの値から考察するに可視短波長と近紫外光間の光電変
換素子材料としても興味ある半導体材料である。さらに
他のワドギヤツプ半導体が一般に重金属をその主成分に
含有し、このために公害と資源の問題を伴なうのに対し
て、炭化珪素はこれらの両問題から解放されている点か
らも電子材料として有望視されるものである。このよう
に多くの利点、可能性を有する材料であるにもかかわら
ず実用化が阻まれているのは、生産性を考慮した工業的
規模での量産に必要となる高品質の大面積基板を得るた
めの再現性のある結晶成長技術が確立されていないとこ
ろにその原因がある。
、放射線損傷にも強く、またワイドギャップ半導体とし
てはめずらしく、ｐ型、ｎ型共安定に存在する材料であ
る。従つて高温動作素子、大電力用素子、高信頼性半導
体素子、耐放射線素子等の半導体材料として有望である
。又従来の半導体材料を用いた素子ては困難な環境下で
も使用可能となり、半導体デバイスの応用範囲を著しく
拡大し得る材料である。その他、そのエネルギーギャッ
プの値から考察するに可視短波長と近紫外光間の光電変
換素子材料としても興味ある半導体材料である。さらに
他のワドギヤツプ半導体が一般に重金属をその主成分に
含有し、このために公害と資源の問題を伴なうのに対し
て、炭化珪素はこれらの両問題から解放されている点か
らも電子材料として有望視されるものである。このよう
に多くの利点、可能性を有する材料であるにもかかわら
ず実用化が阻まれているのは、生産性を考慮した工業的
規模での量産に必要となる高品質の大面積基板を得るた
めの再現性のある結晶成長技術が確立されていないとこ
ろにその原因がある。
従来、研究室規模てＳｉＣ基板を得る方法としては、黒
鉛坩堝中でＳｉＣ粉末を２２００〜２６００℃で昇進さ
せ、さらに再結晶させてＳｉＣ基板を得るいわゆる昇華
再結晶法（レーり一法と称される）、珪素又は珪素に鉄
、コバルト、白金等の不純物を混入・した混合物を黒鉛
坩堝で溶融してＳｉＣ基板を得るいわゆる溶液法、研磨
材料を工業的に得るために一般に用いられているアチエ
ソン法により偶発的に得られるＳｉＣ基板を用いる方法
等がある。
鉛坩堝中でＳｉＣ粉末を２２００〜２６００℃で昇進さ
せ、さらに再結晶させてＳｉＣ基板を得るいわゆる昇華
再結晶法（レーり一法と称される）、珪素又は珪素に鉄
、コバルト、白金等の不純物を混入・した混合物を黒鉛
坩堝で溶融してＳｉＣ基板を得るいわゆる溶液法、研磨
材料を工業的に得るために一般に用いられているアチエ
ソン法により偶発的に得られるＳｉＣ基板を用いる方法
等がある。
しかしながら上記昇華再結晶法、溶液法では多数の再・
結晶を得ることはてきるが、多くの結晶核が結晶成長初
期に発生する為に大型のＳｉＣ基板を得ることが困難で
あり、又幾種類かの結晶構造（ｐｏｌｙｔｙｐｅ）のＳ
ｉＣが混在し、単一結晶構造で大型のＳｌＣ単結晶をよ
り再現性よく得る方法としては不完全なものである。又
、アチエソン法により偶発的に得られるＳｉＣ基板は半
導体材料として使用するには純度及び結晶性の点で問題
があり、又比較的大型のものが得られても偶発的に得ら
れるものであり、ＳｌＣ基板を工業的に得る方法として
は適当でない。一方、近年の半導体技術の向上に伴ない
、比較的良質で大型の単結晶基板として入手できるＳｉ
を用いた珪素異質基板上に、ヘテロエピタキシャル技術
により？形ＳｉＣ（立方晶形に属する結晶構造を有する
もので、そのエネルギーギャップは〜２．．４ｅＶ）単
結晶薄膜が得られるようになつた。
結晶を得ることはてきるが、多くの結晶核が結晶成長初
期に発生する為に大型のＳｉＣ基板を得ることが困難で
あり、又幾種類かの結晶構造（ｐｏｌｙｔｙｐｅ）のＳ
ｉＣが混在し、単一結晶構造で大型のＳｌＣ単結晶をよ
り再現性よく得る方法としては不完全なものである。又
、アチエソン法により偶発的に得られるＳｉＣ基板は半
導体材料として使用するには純度及び結晶性の点で問題
があり、又比較的大型のものが得られても偶発的に得ら
れるものであり、ＳｌＣ基板を工業的に得る方法として
は適当でない。一方、近年の半導体技術の向上に伴ない
、比較的良質で大型の単結晶基板として入手できるＳｉ
を用いた珪素異質基板上に、ヘテロエピタキシャル技術
により？形ＳｉＣ（立方晶形に属する結晶構造を有する
もので、そのエネルギーギャップは〜２．．４ｅＶ）単
結晶薄膜が得られるようになつた。
珪素基板上へのヘテロエピタキシャル成長法としては（
１） 珪素原料としてＳｉＨ４、ＳｉＣｌ，、（ＣＨ３
）３ＳｉＣ１、（ＣＨ３）２ＳｉＣ１２、また炭素原料
としてＣＣｌ４、炭化水素ガス（Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、
ＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等）、キャリアガスとして水素、アル
ゴン等を用いて、Ｓｉ基板温度を１２０００Ｃ〜１４０
０℃に設定し、気相成長技術（ＣＶＤ技術）により、？
形ＳｉＣ単結晶薄膜を得る方法、（２）Ｓｉ基板表面に
グラファイト、炭化水素の熱分解により生ずるカーボン
を１２０００Ｃ〜１４００℃程度の温度で拡散させ、Ｓ
ｉ基板表面をＳｉＣに変換させて丁形ＳｉＣ単結晶薄膜
を得る方法、（３）Ｓｉ蒸気を直流又は交流グロー放電
により活性化されたアルゴン、炭化水素ガス中を通過さ
せてＳｊ基板上にＳｉＣ単結晶薄膜を蒸着させる方法（
蒸着法）等がある。しかしながら上記（１）、（２）、
（３）等のＳｉ異質基板上へのヘテロエピタキシャル技
術により得られた？形ＳｉＣ薄膜単結晶の厚さ．は１〜
１０μｍ程度の薄いものであり、又一般にはその結晶の
完全性に於いても良好なものとはいい難い。この理由は
、Ｓｉ基板とぎ形ＳｉＣ結晶の格子定数の差が大きい為
に特にＳｉＣ基板とエピタキシャル？形ＳｉＣ界面近傍
に多くのミスフイツト転位．が発生し、その影響がエピ
タキシャル層内部にまで及んでいること、及びＳｉ基板
とＳｉＣ結晶の熱膨張係数の差により成長温度から室温
に冷却する過程でＳｉＣエピタキシャル層中に歪が蓄積
されるためと考えられる。又仮にこのような方法で大面
積・かつ良質の丁形ＳｉＣ（エネルギーギャップＥｇは
〜２．４ｅＶ）が得られたとしても更にエネルギーギャ
ップの大きい結晶構造のＳｉＣｌ例えば６Ｈ（Ｅｇは〜
３．０２ｅＶ）４Ｈ（Ｅｇは〜３．２６ｅＶ）、８Ｈ（
Ｅｇは〜２．８ｅＶ）等のα形ＳｉＣをエピタキシャル
成長法で得ようとすると、その成長温度は一般には１６
００℃以上の高温となり、Ｓｉ基板及び前述したＳｉ基
板上へＳｉＣ薄膜を成長させた基板（３Ｃ形ＳｉＣ／Ｓ
ｉ構造）等はＳｉの融点が１４１０℃であるのでα形Ｓ
ｉＣヘテロエピタキシャル成長用基板として採用するこ
とはできなくなる。しかしながらＳｉ基板上へのヘテロ
エピタキシャル成長による？形単結晶薄膜成長が可能で
あるｌという事実はエピタキシャル成長法により大面積
のＳｉＣが得られる可能性を示唆するものである。
１） 珪素原料としてＳｉＨ４、ＳｉＣｌ，、（ＣＨ３
）３ＳｉＣ１、（ＣＨ３）２ＳｉＣ１２、また炭素原料
としてＣＣｌ４、炭化水素ガス（Ｃ２Ｈ２、Ｃ２Ｈ６、
ＣＨ４、Ｃ３Ｈ８等）、キャリアガスとして水素、アル
ゴン等を用いて、Ｓｉ基板温度を１２０００Ｃ〜１４０
０℃に設定し、気相成長技術（ＣＶＤ技術）により、？
形ＳｉＣ単結晶薄膜を得る方法、（２）Ｓｉ基板表面に
グラファイト、炭化水素の熱分解により生ずるカーボン
を１２０００Ｃ〜１４００℃程度の温度で拡散させ、Ｓ
ｉ基板表面をＳｉＣに変換させて丁形ＳｉＣ単結晶薄膜
を得る方法、（３）Ｓｉ蒸気を直流又は交流グロー放電
により活性化されたアルゴン、炭化水素ガス中を通過さ
せてＳｊ基板上にＳｉＣ単結晶薄膜を蒸着させる方法（
蒸着法）等がある。しかしながら上記（１）、（２）、
（３）等のＳｉ異質基板上へのヘテロエピタキシャル技
術により得られた？形ＳｉＣ薄膜単結晶の厚さ．は１〜
１０μｍ程度の薄いものであり、又一般にはその結晶の
完全性に於いても良好なものとはいい難い。この理由は
、Ｓｉ基板とぎ形ＳｉＣ結晶の格子定数の差が大きい為
に特にＳｉＣ基板とエピタキシャル？形ＳｉＣ界面近傍
に多くのミスフイツト転位．が発生し、その影響がエピ
タキシャル層内部にまで及んでいること、及びＳｉ基板
とＳｉＣ結晶の熱膨張係数の差により成長温度から室温
に冷却する過程でＳｉＣエピタキシャル層中に歪が蓄積
されるためと考えられる。又仮にこのような方法で大面
積・かつ良質の丁形ＳｉＣ（エネルギーギャップＥｇは
〜２．４ｅＶ）が得られたとしても更にエネルギーギャ
ップの大きい結晶構造のＳｉＣｌ例えば６Ｈ（Ｅｇは〜
３．０２ｅＶ）４Ｈ（Ｅｇは〜３．２６ｅＶ）、８Ｈ（
Ｅｇは〜２．８ｅＶ）等のα形ＳｉＣをエピタキシャル
成長法で得ようとすると、その成長温度は一般には１６
００℃以上の高温となり、Ｓｉ基板及び前述したＳｉ基
板上へＳｉＣ薄膜を成長させた基板（３Ｃ形ＳｉＣ／Ｓ
ｉ構造）等はＳｉの融点が１４１０℃であるのでα形Ｓ
ｉＣヘテロエピタキシャル成長用基板として採用するこ
とはできなくなる。しかしながらＳｉ基板上へのヘテロ
エピタキシャル成長による？形単結晶薄膜成長が可能で
あるｌという事実はエピタキシャル成長法により大面積
のＳｉＣが得られる可能性を示唆するものである。
即ちＳｉ基板上に形成された？形ＳｉＣ単結晶薄膜を何
らかの方法で異質基板から分離することが可能になれば
、このＳｉ基板から分離した丁形ＳｉＣ単結晶薄膜を第
１次基板として新たに従来のエピタキシャル成長法によ
り、第１次基板より改善された？形ＳｉＣ結晶を成長さ
せること及び１６００℃以上の成長温度でα形ＳｉＣ結
晶を成長させることが可能となる。この様なＳｉ基板か
ら分離したＳｉＣ薄膜基板へのエピタキシャル成長はホ
モエピタキシャル成長となり、基板と成長層の格子定数
の相違、熱膨張係数の相違に基く問題は発生せす、良好
な結晶性のエピタキシャル成長層が得られる。ところが
この点に関し従来に於いてはＳｉ基板上に形成された１
〜１０μｍ厚程度の？形ＳｉＣ薄膜を破損することなし
に分離する適当な製造技術が確立されていなかつたため
、実際には上記第１次基板（３Ｃ形ＳｉＣ薄膜）上へエ
ピタキシャル成長させて良質の？形、或いはα形ＳｉＣ
結晶を形成するところまで発展させた例はない。従来Ｓ
ｉ基板上に形成された？形ＳｉＣ薄膜を剥離する方法と
しては、Ｓｉ基板を弗酸と硝酸の混液でエッチング除去
する方法がとられていた。しかしＳｉ基板への？形Ｓｉ
Ｃの成長は１２００℃〜１４００℃程度の比較的高温で
行なわれ、又Ｓｉ基板とＳｉＣのエピタキシャル成長層
では熱膨張係数が異なるために成長温度から室温に温度
を下げる過程でＳｉ基板及びＳｉＣエピタキシャル成長
層に大きな歪が蓄えられる。そのためにＳｊ基板をエッ
チングにより薄く加工していくとＳｉ基板及びエピタキ
シャル成長層は湾曲していくことになり、エピタキシャ
ル成長層にクラックが発生したり破損したりすることに
よりＳｌＣ薄膜として使用不能の結果となる。本発明は
上記現状に鑑み、Ｓｉ異質基板上に従来のヘテロエピタ
キシャル技術により形成されたエピタキシャル成長層を
？形ＳｉＣ薄膜として破損することなしにＳｉ異質基板
から分離し、この分離した？形ＳｉＣ薄膜を新たな基板
として従来のエピタキシャル技術により良質の丁形Ｓｉ
Ｃ薄膜、α形ＴＳｉＣ薄膜を形成する為の新規有用なＳ
ｉＣ薄膜基板の製造方法を提供することを目的とする。
らかの方法で異質基板から分離することが可能になれば
、このＳｉ基板から分離した丁形ＳｉＣ単結晶薄膜を第
１次基板として新たに従来のエピタキシャル成長法によ
り、第１次基板より改善された？形ＳｉＣ結晶を成長さ
せること及び１６００℃以上の成長温度でα形ＳｉＣ結
晶を成長させることが可能となる。この様なＳｉ基板か
ら分離したＳｉＣ薄膜基板へのエピタキシャル成長はホ
モエピタキシャル成長となり、基板と成長層の格子定数
の相違、熱膨張係数の相違に基く問題は発生せす、良好
な結晶性のエピタキシャル成長層が得られる。ところが
この点に関し従来に於いてはＳｉ基板上に形成された１
〜１０μｍ厚程度の？形ＳｉＣ薄膜を破損することなし
に分離する適当な製造技術が確立されていなかつたため
、実際には上記第１次基板（３Ｃ形ＳｉＣ薄膜）上へエ
ピタキシャル成長させて良質の？形、或いはα形ＳｉＣ
結晶を形成するところまで発展させた例はない。従来Ｓ
ｉ基板上に形成された？形ＳｉＣ薄膜を剥離する方法と
しては、Ｓｉ基板を弗酸と硝酸の混液でエッチング除去
する方法がとられていた。しかしＳｉ基板への？形Ｓｉ
Ｃの成長は１２００℃〜１４００℃程度の比較的高温で
行なわれ、又Ｓｉ基板とＳｉＣのエピタキシャル成長層
では熱膨張係数が異なるために成長温度から室温に温度
を下げる過程でＳｉ基板及びＳｉＣエピタキシャル成長
層に大きな歪が蓄えられる。そのためにＳｊ基板をエッ
チングにより薄く加工していくとＳｉ基板及びエピタキ
シャル成長層は湾曲していくことになり、エピタキシャ
ル成長層にクラックが発生したり破損したりすることに
よりＳｌＣ薄膜として使用不能の結果となる。本発明は
上記現状に鑑み、Ｓｉ異質基板上に従来のヘテロエピタ
キシャル技術により形成されたエピタキシャル成長層を
？形ＳｉＣ薄膜として破損することなしにＳｉ異質基板
から分離し、この分離した？形ＳｉＣ薄膜を新たな基板
として従来のエピタキシャル技術により良質の丁形Ｓｉ
Ｃ薄膜、α形ＴＳｉＣ薄膜を形成する為の新規有用なＳ
ｉＣ薄膜基板の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の基本とする製造方法は反応管内に載置された異
質下地基板上に薄い炭化珪素層を成長させたのち、反応
管内を真空吸引しながら、異質下１地基板の融点以上に
加熱して、異質下地基板の蒸気が炭化珪素の成長に実質
的に影響を与えないようにしながら異質下地基板を蒸発
除去し、該工程完了後あるいは該工程と併行して上記薄
い炭化珪素層上に更に炭化珪素を重畳成長させ、炭化珪
素１のエピタキシャル層を得ることを特徴とするもので
ある。
質下地基板上に薄い炭化珪素層を成長させたのち、反応
管内を真空吸引しながら、異質下１地基板の融点以上に
加熱して、異質下地基板の蒸気が炭化珪素の成長に実質
的に影響を与えないようにしながら異質下地基板を蒸発
除去し、該工程完了後あるいは該工程と併行して上記薄
い炭化珪素層上に更に炭化珪素を重畳成長させ、炭化珪
素１のエピタキシャル層を得ることを特徴とするもので
ある。
反応管内を真空吸引せすに、常圧で異質下地基板を融点
以上に温度上昇すると、異質下地基板の蒸気が成長環境
近傍の気相に留まり、以後の炭化２珪素の成長に悪影響
を及ぼし、成長層が不均一となる。
以上に温度上昇すると、異質下地基板の蒸気が成長環境
近傍の気相に留まり、以後の炭化２珪素の成長に悪影響
を及ぼし、成長層が不均一となる。
本発明は、この問題点を有効に解決する手段を兼備する
ものである。以下、本発明を実施例に従つて図面を参照
しながら更に詳細に説明する。
ものである。以下、本発明を実施例に従つて図面を参照
しながら更に詳細に説明する。
２炭化珪素成長のための異質下地
基板として珪素基板を用いる場合の実施例につき以下に
説明する。第１図に反応装置の一例を示す。
基板として珪素基板を用いる場合の実施例につき以下に
説明する。第１図に反応装置の一例を示す。
水冷式縦形二重石英反応管２内に黒鉛製支持棒４により
支持さ！れた炭化珪素被覆黒鉛製試料台６を置き反応管
２の外胴部に巻回されたワークコイル８に高周波電流を
流して、この試料台６を誘導加熱する。反応管２の下端
はステンレス鋼製のフランジ１０とＯ−リングでシール
されている。フランジ１０上に．はガスの出口となる継
手１２及び支柱台１４が設けられている。支柱台１４に
石英製の支柱１６が保持され、支柱１６に上記支持棒４
が継ぎ足される。出口側の継手１２には排気用管が接続
され、排気ダクトを介して真空排気装置と連結されてい
る。真空排気装置に油回転ポンプを使用する場合は、そ
の前段に液体窒素トラップを設ける。反応管２の上端側
にはガス流入口となる技管１８が設けられ、搬送ガスが
反応管２内へ供給される。試１台６上には下地基板とな
る珪素基板２８が載置ｘれている。本実施例では異質基
板としてこの珪喀基板２８を採用する。次に本実施例の
炭化珪素成長方法について第２１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを参照
しながら説明する。
支持さ！れた炭化珪素被覆黒鉛製試料台６を置き反応管
２の外胴部に巻回されたワークコイル８に高周波電流を
流して、この試料台６を誘導加熱する。反応管２の下端
はステンレス鋼製のフランジ１０とＯ−リングでシール
されている。フランジ１０上に．はガスの出口となる継
手１２及び支柱台１４が設けられている。支柱台１４に
石英製の支柱１６が保持され、支柱１６に上記支持棒４
が継ぎ足される。出口側の継手１２には排気用管が接続
され、排気ダクトを介して真空排気装置と連結されてい
る。真空排気装置に油回転ポンプを使用する場合は、そ
の前段に液体窒素トラップを設ける。反応管２の上端側
にはガス流入口となる技管１８が設けられ、搬送ガスが
反応管２内へ供給される。試１台６上には下地基板とな
る珪素基板２８が載置ｘれている。本実施例では異質基
板としてこの珪喀基板２８を採用する。次に本実施例の
炭化珪素成長方法について第２１Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを参照
しながら説明する。
・）反応管２を排気して水素で置換し、公知の塩化水素
・水素混合ガスで試料台６上に載置された珪素基板２８
の表面をエッチング除去する（第２図Ａ参照））珪素基
板２８の温度を珪素の融点以下の温度、好ましくは１３
００７５至１４００℃に設定し、一般的な気相成長法で
炭化珪素を珪素基板２８上に成長させる。
・水素混合ガスで試料台６上に載置された珪素基板２８
の表面をエッチング除去する（第２図Ａ参照））珪素基
板２８の温度を珪素の融点以下の温度、好ましくは１３
００７５至１４００℃に設定し、一般的な気相成長法で
炭化珪素を珪素基板２８上に成長させる。
搬送ガスにはアルゴン（Ａｒ）ヘリウム（Ｈｅ）などの
稀ガス又は水素ガス（Ｈ２）が用いられる。
稀ガス又は水素ガス（Ｈ２）が用いられる。
珪素原料としては、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、二塩化
シラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、シラン（ＳｉＨ４）などが
、また炭素原料としては四塩化炭素（ＣＣｌ４）やプロ
パン（Ｃ３Ｈ８）、メタン（ＣＨ４）をはじめとする炭
化水素が用いられる。本実施例では流量１ｆ／分の水素
ガスを搬送ガスとし、シラン（Ｓｉ氏）及びプロパン（
Ｃ３Ｈ８）を各々の原料とした。濃度は原子比でシラン
が５×１０−５乃至５×１０−４、プロパンが１．０×
１０−４乃至１．５×１０−３である。搬送ガスは枝管
１８より反応管２内へ供給される。一時間の成長で約１
〜１０μｍ厚の？形炭化珪素成長層３０を得た。（第２
図Ｂ参照）ｃ）反応管２の継手１２に接続された排気用
管より真空吸引して反応管２内の圧力を大気圧以下にす
る。
シラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、シラン（ＳｉＨ４）などが
、また炭素原料としては四塩化炭素（ＣＣｌ４）やプロ
パン（Ｃ３Ｈ８）、メタン（ＣＨ４）をはじめとする炭
化水素が用いられる。本実施例では流量１ｆ／分の水素
ガスを搬送ガスとし、シラン（Ｓｉ氏）及びプロパン（
Ｃ３Ｈ８）を各々の原料とした。濃度は原子比でシラン
が５×１０−５乃至５×１０−４、プロパンが１．０×
１０−４乃至１．５×１０−３である。搬送ガスは枝管
１８より反応管２内へ供給される。一時間の成長で約１
〜１０μｍ厚の？形炭化珪素成長層３０を得た。（第２
図Ｂ参照）ｃ）反応管２の継手１２に接続された排気用
管より真空吸引して反応管２内の圧力を大気圧以下にす
る。
好ましくは真空度を１０ｔ０ｒｒ′以下にする。真空吸
引しながらワークコイル８の高周波出力を増加して珪素
基板２８を融点以上に、好ましくは１４５０℃乃至１５
５０゜Ｃに昇温する。珪素基板２８は熔融体２８″とな
り、側面から順次蒸発するが、反応管２内は真空吸引さ
れているので、珪素蒸気は反応管２下部の排気用管へ向
かつて流出する。（第２図Ｃ参照）（ｄ）上記（Ｃ）工
程と併行して、あるいは（ｃ）工程完了後、原料ガスを
供給し、上記（ｃ）工程で残存した？形炭化珪素成長層
３０を新たな基板としてこの上に更に？形炭化水素のエ
ピタキシャル層３２を気相成長させる。
引しながらワークコイル８の高周波出力を増加して珪素
基板２８を融点以上に、好ましくは１４５０℃乃至１５
５０゜Ｃに昇温する。珪素基板２８は熔融体２８″とな
り、側面から順次蒸発するが、反応管２内は真空吸引さ
れているので、珪素蒸気は反応管２下部の排気用管へ向
かつて流出する。（第２図Ｃ参照）（ｄ）上記（Ｃ）工
程と併行して、あるいは（ｃ）工程完了後、原料ガスを
供給し、上記（ｃ）工程で残存した？形炭化珪素成長層
３０を新たな基板としてこの上に更に？形炭化水素のエ
ピタキシャル層３２を気相成長させる。
本実施例ては真空度を１ｔ０ｒｒ′に保持しながら、水
素３ｃｃ／分、プロパン０．０５ｃｃ／分、シラン０．
２５ｃｃ／分を導入し、１叫間で約１００μｍのエピタ
キシャル層３２を作製した。（第２図Ｄ参照）上記実施
例に於いて、（ｂ）工程では常圧ＣＶＤ法、（ｄ）工程
では減圧ＣＶＤ法を採用したが、これを共に減圧連ＶＤ
法とすることもできる。
素３ｃｃ／分、プロパン０．０５ｃｃ／分、シラン０．
２５ｃｃ／分を導入し、１叫間で約１００μｍのエピタ
キシャル層３２を作製した。（第２図Ｄ参照）上記実施
例に於いて、（ｂ）工程では常圧ＣＶＤ法、（ｄ）工程
では減圧ＣＶＤ法を採用したが、これを共に減圧連ＶＤ
法とすることもできる。
また（ｄ）工程では珪素基板２８蒸発完了後は常圧に戻
してエピタキシャル層３２を成長させてもよい。本発明
によれば製作工程が簡単でかつ制御性の良好な操作方法
で炭化珪素結晶層を得ることができ、量産形態に適する
ため、生産性を著しく向上させる非常に有用な効果を奏
する。また反応管内を真空吸引して減圧させるため、沸
点低下現象に基いて珪素基板等の異質下地基板の気化速
度が速くなり、炭化珪素成長層より下地基板を除去する
操作時間が大幅に短縮される。
してエピタキシャル層３２を成長させてもよい。本発明
によれば製作工程が簡単でかつ制御性の良好な操作方法
で炭化珪素結晶層を得ることができ、量産形態に適する
ため、生産性を著しく向上させる非常に有用な効果を奏
する。また反応管内を真空吸引して減圧させるため、沸
点低下現象に基いて珪素基板等の異質下地基板の気化速
度が速くなり、炭化珪素成長層より下地基板を除去する
操作時間が大幅に短縮される。
第１図は本発明の実施に供する反応装置の要部構成断面
図である。 第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明の１実施例を説明する製
造工程図である。２８・・・・・珪素基板、３０・・・
・・・炭化珪素成長層、３２・・・・・・エピタキシャ
ル層。
図である。 第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明の１実施例を説明する製
造工程図である。２８・・・・・珪素基板、３０・・・
・・・炭化珪素成長層、３２・・・・・・エピタキシャ
ル層。
Claims (1)
- １ 反応容器内に載置された異質基板上に炭化珪素薄膜
を成長させる工程と、前記反応容器内を真空吸引しなが
ら、前記異質基板を加熱蒸発させ、前記炭化珪素薄膜を
残存させる異質基板除去工程と、該異質基板除去工程と
併行して、あるいは該異質基板除去工程完了後、前記炭
化珪素薄膜上に炭化珪素を成長させる工程と、を具備し
て成る炭化珪素結晶層の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159178A JPS6045159B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 炭化珪素結晶層の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159178A JPS6045159B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 炭化珪素結晶層の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54104488A JPS54104488A (en) | 1979-08-16 |
| JPS6045159B2 true JPS6045159B2 (ja) | 1985-10-08 |
Family
ID=11782140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159178A Expired JPS6045159B2 (ja) | 1978-02-03 | 1978-02-03 | 炭化珪素結晶層の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045159B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4582561A (en) * | 1979-01-25 | 1986-04-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for making a silicon carbide substrate |
| JPS60145992A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-08-01 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| JPS60255697A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-17 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法 |
| JPS6236089A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-17 | 東芝セラミツクス株式会社 | セラミツクス製品の製造方法 |
| US5200157A (en) * | 1986-02-17 | 1993-04-06 | Toshiba Ceramics Co., Ltd. | Susceptor for vapor-growth deposition |
| JPH067594B2 (ja) * | 1987-11-20 | 1994-01-26 | 富士通株式会社 | 半導体基板の製造方法 |
-
1978
- 1978-02-03 JP JP1159178A patent/JPS6045159B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54104488A (en) | 1979-08-16 |
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