JPS6126501B2 - - Google Patents
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- JPS6126501B2 JPS6126501B2 JP58133647A JP13364783A JPS6126501B2 JP S6126501 B2 JPS6126501 B2 JP S6126501B2 JP 58133647 A JP58133647 A JP 58133647A JP 13364783 A JP13364783 A JP 13364783A JP S6126501 B2 JPS6126501 B2 JP S6126501B2
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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)
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- Organic Chemistry (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、絶縁基板であるサフアイアの上の
炭化硅素単結晶膜の製造法に関するものである。
炭化硅素単結晶膜の製造法に関するものである。
絶縁体であるサフアイア基板上のシリコン単結
晶膜の作製（SOS）は、素子の集積化に際して素
子間の電気的分離が容易であるために、シリコン
集積回路作製技術上重要である。これと同様の理
由で絶縁体であるサフアイア基板上の炭化硅素単
結晶膜の作製技術は、炭化硅素を用いた電子ある
いは光電子素子作製上重要である。しかし、サフ
アイア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製は殆ど行
われていない。
晶膜の作製（SOS）は、素子の集積化に際して素
子間の電気的分離が容易であるために、シリコン
集積回路作製技術上重要である。これと同様の理
由で絶縁体であるサフアイア基板上の炭化硅素単
結晶膜の作製技術は、炭化硅素を用いた電子ある
いは光電子素子作製上重要である。しかし、サフ
アイア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製は殆ど行
われていない。
例えば、化成蒸着法によりサフアイア基板上に
炭化硅素単結晶膜を成長させる時、厚さ約2000Å
以上で、膜成長後膜が基板から剥離してしまう。
また、厚さ約１μｍ以上では膜成長中に膜の剥離
がみられる。これは炭化硅素とサフアイアの格子
不整及び熱膨張係数の差が大きいことが剥離の原
因と考えられる。
炭化硅素単結晶膜を成長させる時、厚さ約2000Å
以上で、膜成長後膜が基板から剥離してしまう。
また、厚さ約１μｍ以上では膜成長中に膜の剥離
がみられる。これは炭化硅素とサフアイアの格子
不整及び熱膨張係数の差が大きいことが剥離の原
因と考えられる。
この発明は、上記実情に鑑み、絶縁基板である
サフアイア基板上に窒化アルミニウム単結晶膜を
成長させた後、その上に炭化硅素単結晶膜を成長
させることにより、剥離することなくサフアイア
基板上に炭化硅素単結晶膜を成長させる方法を提
供することを目的としてなされたものである。
サフアイア基板上に窒化アルミニウム単結晶膜を
成長させた後、その上に炭化硅素単結晶膜を成長
させることにより、剥離することなくサフアイア
基板上に炭化硅素単結晶膜を成長させる方法を提
供することを目的としてなされたものである。
この発明者等は、窒化アルミニウムがこの目的
を達成するのに極めて有効であることを見出し、
この発明に至つたものである。
を達成するのに極めて有効であることを見出し、
この発明に至つたものである。
この発明に至つた技術的経緯を説明する。
窒化アルミニウムと炭化硅素との格子不整は、
窒化アルミニウムの（0001）面上で0.9％であ
り、炭化硅素とサフアイアとの格子不整22.8％に
比べて極めて小さい。また、熱膨張係数は、炭化
硅素が約４×10-6cm／℃であるのに対し、窒化ア
ルミニウム、サフアイアではそれぞれ4.2×
10-6、8.1×10-6cm／℃（Ｃ軸に垂直な方向）で
あり、炭化硅素とサフアイアの差はかなり大きい
が、炭化硅素と窒化アルミニウムは殆ど等しい。
窒化アルミニウムの（0001）面上で0.9％であ
り、炭化硅素とサフアイアとの格子不整22.8％に
比べて極めて小さい。また、熱膨張係数は、炭化
硅素が約４×10-6cm／℃であるのに対し、窒化ア
ルミニウム、サフアイアではそれぞれ4.2×
10-6、8.1×10-6cm／℃（Ｃ軸に垂直な方向）で
あり、炭化硅素とサフアイアの差はかなり大きい
が、炭化硅素と窒化アルミニウムは殆ど等しい。
一方、窒化アルミニウムとサフアイアとでは格
子不整が大きく、また、熱膨張係数の差も大き
い。しかし、窒化アルミニウムをサフアイアはア
ルミニウムを共通の構成元素としているため、サ
フアイア基板上に良質、かつ、付着力の強い窒化
アルミニウム単結晶膜を得ることができる。
子不整が大きく、また、熱膨張係数の差も大き
い。しかし、窒化アルミニウムをサフアイアはア
ルミニウムを共通の構成元素としているため、サ
フアイア基板上に良質、かつ、付着力の強い窒化
アルミニウム単結晶膜を得ることができる。
窒化アルミニウムは、1013Ω．cm以上の高い抵
抗率を持ち、また、熱的、化学的に極めて安定で
あるために、炭化硅素膜とサフアイア基板の間に
窒化アルミニウム膜が存在することは、炭化硅素
単結晶膜を絶縁基板上に成長させるという目的を
妨げないばかりでなく、素子化のための炭化硅素
膜に対する熱的、化学的プロセスに十分耐え得る
と考えられる。
抗率を持ち、また、熱的、化学的に極めて安定で
あるために、炭化硅素膜とサフアイア基板の間に
窒化アルミニウム膜が存在することは、炭化硅素
単結晶膜を絶縁基板上に成長させるという目的を
妨げないばかりでなく、素子化のための炭化硅素
膜に対する熱的、化学的プロセスに十分耐え得る
と考えられる。
この発明は以上のような知見に基づいて完成し
たものである。以下、この発明について実施例に
基づき化成蒸着法による方法を説明する。
たものである。以下、この発明について実施例に
基づき化成蒸着法による方法を説明する。
第１図は、この発明による炭化硅素単結晶膜の
製造法の原理図である。10-8Torr以下の超高真
空に排気された真空槽１内にはその背面或いは側
面に基板加熱ヒーター２があり、その前面をシヤ
ツター３で遮断するようにサフアイア基板４が配
置されており、サフアイア基板４の前方中央には
アンモニア及びアセチレンガス導入パイプ５が、
その開口部をサフアイア基板４に向けて配置さ
れ、パイプ５の両側にはアルミニウム蒸発源６及
びシリコン蒸発源７が配置されている。
製造法の原理図である。10-8Torr以下の超高真
空に排気された真空槽１内にはその背面或いは側
面に基板加熱ヒーター２があり、その前面をシヤ
ツター３で遮断するようにサフアイア基板４が配
置されており、サフアイア基板４の前方中央には
アンモニア及びアセチレンガス導入パイプ５が、
その開口部をサフアイア基板４に向けて配置さ
れ、パイプ５の両側にはアルミニウム蒸発源６及
びシリコン蒸発源７が配置されている。
先ず、10-8Torr以下の超高真空に排気された
真空槽１内のアルミニウム蒸発源６よりアルミニ
ウム分子線を、基板の方向を向いたガス導入パイ
プ５より10-5Torrのアンモニアを1000〜1200℃
に加熱されたサフアイア基板４に同時に入射さ
せ、窒化アルミニウム単結晶膜を成長させる。膜
の成長速度は、アルミニウム分子線強度及びアン
モニア分圧に依存するが、２×1015／cm2．sec，
５×10-5Torrの時、約２Å／secである。
真空槽１内のアルミニウム蒸発源６よりアルミニ
ウム分子線を、基板の方向を向いたガス導入パイ
プ５より10-5Torrのアンモニアを1000〜1200℃
に加熱されたサフアイア基板４に同時に入射さ
せ、窒化アルミニウム単結晶膜を成長させる。膜
の成長速度は、アルミニウム分子線強度及びアン
モニア分圧に依存するが、２×1015／cm2．sec，
５×10-5Torrの時、約２Å／secである。
次に、アルミニウム分子線及びアンモニアガス
の供給を止め、同基板温度に保つたままシリコン
蒸発源７よりシリコン分子線を、ガス導入パイプ
５より10-5〜10-4Torrのアセチレンを窒化アルミ
ニウム単結晶膜でおおわれたサフアイア基板４に
同時に入射させ、炭化硅素単結晶膜を成長させ
る。
の供給を止め、同基板温度に保つたままシリコン
蒸発源７よりシリコン分子線を、ガス導入パイプ
５より10-5〜10-4Torrのアセチレンを窒化アルミ
ニウム単結晶膜でおおわれたサフアイア基板４に
同時に入射させ、炭化硅素単結晶膜を成長させ
る。
膜の成長速度は、やはりシリコン分子線強度及
びアセチレン分圧に依存するが、1.7×1015／
cm2．sec，２×10-5Torrの時、約３Å／secであ
る。
びアセチレン分圧に依存するが、1.7×1015／
cm2．sec，２×10-5Torrの時、約３Å／secであ
る。
この方法により作製したサフアイア（0001）及
び（１１02）面上の窒化アルミニウム膜上の炭化
硅素膜は厚さ数μｍまで膜作製中基板より剥離す
ることはなかつた。作製後基板温度を1000℃から
室温まで降下し、空気中に取り出しても剥離する
ことはなく、また、膜をこすつても剥れることは
なかつた。
び（１１02）面上の窒化アルミニウム膜上の炭化
硅素膜は厚さ数μｍまで膜作製中基板より剥離す
ることはなかつた。作製後基板温度を1000℃から
室温まで降下し、空気中に取り出しても剥離する
ことはなく、また、膜をこすつても剥れることは
なかつた。
さらに、反射電子回折により膜はβ（あるいは
３Ｃ）―炭化硅素単結晶膜であることが判明し
た。
３Ｃ）―炭化硅素単結晶膜であることが判明し
た。
なお、この発明は上記の実施例に示される化成
蒸着法による方法に限定されるものではなく、サ
フアイア基板上に、窒化アルミニウム単結晶膜を
成長させるのはアンモニアあるいはヒドラジンふ
ん囲気中でアルミニウムを蒸発させる化成蒸着
法、あるいはアルミニウムを含む化合物ガスとア
ンモニアを反応管に導入する化学気相成長法いず
れに従つてもよい。
蒸着法による方法に限定されるものではなく、サ
フアイア基板上に、窒化アルミニウム単結晶膜を
成長させるのはアンモニアあるいはヒドラジンふ
ん囲気中でアルミニウムを蒸発させる化成蒸着
法、あるいはアルミニウムを含む化合物ガスとア
ンモニアを反応管に導入する化学気相成長法いず
れに従つてもよい。
また、窒化アルミニウム単結晶膜上に炭化硅素
を成長させるのは炭化水素ガスふん囲気中でシリ
コンを蒸発させる化成蒸着法、反応性イオンプレ
ーテイング法、あるいはシリコンおよび炭素分子
線を基板に供給する分子線蒸着法いずれに依つて
もよい。
を成長させるのは炭化水素ガスふん囲気中でシリ
コンを蒸発させる化成蒸着法、反応性イオンプレ
ーテイング法、あるいはシリコンおよび炭素分子
線を基板に供給する分子線蒸着法いずれに依つて
もよい。
以上説明したように、この発明によれば、サフ
アイア基板上に炭化硅素単結晶膜を剥離すること
なく成長させることができ、絶縁基板上の炭化硅
素を用いた電子素子等の諸種の応用にその活用が
期待されるものである。
アイア基板上に炭化硅素単結晶膜を剥離すること
なく成長させることができ、絶縁基板上の炭化硅
素を用いた電子素子等の諸種の応用にその活用が
期待されるものである。
第１図は本発明の化成蒸着法による窒化アルミ
ニウム、炭化硅素単結晶膜作製の原理図である。 図中、１は真空槽、２は基板加熱ヒーター、３
はシヤツター、４はサフアイア基板、５はアンモ
ニアガス及びアセチレンガス導入パイプ、６はア
ルミニウム蒸発源、７はシリコン蒸発源である。
ニウム、炭化硅素単結晶膜作製の原理図である。 図中、１は真空槽、２は基板加熱ヒーター、３
はシヤツター、４はサフアイア基板、５はアンモ
ニアガス及びアセチレンガス導入パイプ、６はア
ルミニウム蒸発源、７はシリコン蒸発源である。
Claims (1)
- １ サフアイア基板上に窒化アルミニウム単結晶
膜を成長させ、該窒化アルミニウム単結晶膜上に
炭化硅素単結晶膜を成長させることを特徴とする
炭化硅素単結晶膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133647A JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133647A JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027699A JPS6027699A (ja) | 1985-02-12 |
| JPS6126501B2 true JPS6126501B2 (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=15109688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58133647A Granted JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027699A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262867A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-10-19 | Castellini Spa | 医療器具の殺菌洗浄装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291494A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| JPH0666263B2 (ja) * | 1985-12-16 | 1994-08-24 | 日本電気株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ化合物半導体／絶縁体／ｉｉｉ−ｖ化合物半導体積層構造 |
| JPS62176996A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Sharp Corp | 窒化アルミニウム単結晶の製造方法 |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58133647A patent/JPS6027699A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01262867A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-10-19 | Castellini Spa | 医療器具の殺菌洗浄装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6027699A (ja) | 1985-02-12 |
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