JPS62158197A - 炭化珪素単結晶膜の製造方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶膜の製造方法Info
- Publication number
- JPS62158197A JPS62158197A JP29593785A JP29593785A JPS62158197A JP S62158197 A JPS62158197 A JP S62158197A JP 29593785 A JP29593785 A JP 29593785A JP 29593785 A JP29593785 A JP 29593785A JP S62158197 A JPS62158197 A JP S62158197A
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- Japan
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- single crystal
- silicon carbide
- crystal layer
- carbide single
- chlorine
- Prior art date
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- Pending
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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】
（産業上の利用分野）
本発明は高品質な炭化珪素単結晶膜を製造する方法に関
する。
する。
（従来の技術とその問題点）
従来、分子線成長法（ＭＢＥ法）による炭化珪素単結晶
膜の製造方法では、珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ）
分子線のみを使用する方法が行なわれていた（電子通信
学会技術研究報告５ＳＤ８４−２４ ）。
膜の製造方法では、珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ）
分子線のみを使用する方法が行なわれていた（電子通信
学会技術研究報告５ＳＤ８４−２４ ）。
しかしながらＳｉ及びＣの付着係数は共にほぼ１であり
、結晶成長中の分子線の強度変化が直ちに結晶の組成比
に反映する。そこで、従来方法では、成長した結晶の化
学量論比を厳密に制御することは非常に困難であり、品
質の高い炭化珪素車結晶 ′膜が製造できなかった
。
、結晶成長中の分子線の強度変化が直ちに結晶の組成比
に反映する。そこで、従来方法では、成長した結晶の化
学量論比を厳密に制御することは非常に困難であり、品
質の高い炭化珪素車結晶 ′膜が製造できなかった
。
そこで、本発明は、このような従来の欠点を除去し、高
品質な炭化珪素単結晶膜を製造する方法を提供すること
を目的とする。
品質な炭化珪素単結晶膜を製造する方法を提供すること
を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する炭化珪
素単結晶膜の製造方法は、珪素分子線及び炭素分子線を
塩素ガス存在下で単結晶に照射して分子線成長法により
炭化珪素単結晶膜を成長きせることを特徴とする。
素単結晶膜の製造方法は、珪素分子線及び炭素分子線を
塩素ガス存在下で単結晶に照射して分子線成長法により
炭化珪素単結晶膜を成長きせることを特徴とする。
（作用）
分子線成長法（ＭＢＥ）により炭化珪素単結晶膜を製造
方法において、珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ）分子
線による炭化珪素単結晶膜の成長を塩素ガス存在下にお
いて行なうことにより化学量論比を正確に保った（すな
わちＳｉ：Ｃの比が厳密に１である）炭化珪素単結晶膜
が容易に得られるようになる。
方法において、珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ）分子
線による炭化珪素単結晶膜の成長を塩素ガス存在下にお
いて行なうことにより化学量論比を正確に保った（すな
わちＳｉ：Ｃの比が厳密に１である）炭化珪素単結晶膜
が容易に得られるようになる。
（実施例）
以下に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明に使用した結晶成長装置の概念図である
。超高真空チャンバー１は超高真空排気系を備え排気口
６よりチャンバー１内をＩ Ｘ １０’−” Ｔｏｒｒ
まで排気でさる構造となっている。基板結晶４はタンタ
ル製サセプター３に挿入することによりその成長面を下
にして設置する。
。超高真空チャンバー１は超高真空排気系を備え排気口
６よりチャンバー１内をＩ Ｘ １０’−” Ｔｏｒｒ
まで排気でさる構造となっている。基板結晶４はタンタ
ル製サセプター３に挿入することによりその成長面を下
にして設置する。
基板結晶４の加熱はサセプター３を通じ直接通電するこ
とによって行なった。超高真空チャンバー１内には水晶
振動子膜厚計２が基板結晶４の近傍に設置してあり膜厚
の測定ができるようになっている。Ｓｉ及びＣソースの
加熱のためそれぞれＥ型電子銃８が設けてあり、その外
側は液体窒素シュラウド７で覆われている。Ｓｉ及びＣ
の蒸発速度は水晶振動子膜厚計２により測定し、成長に
先だって基板面へのＳｉ及びＣの分子線強度とＥ型電子
銃８の制御条件の関係を測定した。Ｓｉソース９には高
純度（９Ｎ）の多結晶Ｓｉを、Ｃソース１ｏには高純度
（５Ｎ）ｃ６グラフアイトをそれぞれ使用した。さらに
超高真空チャンバー１には塩素ガス導入管５が設けてあ
り、塩素ガスを超高真空チャンバー１内に導入できるよ
うになっており、その導入量は塩素ガス導入管５の途中
に設けたバリアプルリークバルブ１１により精度良く制
御できる構造となっている。
とによって行なった。超高真空チャンバー１内には水晶
振動子膜厚計２が基板結晶４の近傍に設置してあり膜厚
の測定ができるようになっている。Ｓｉ及びＣソースの
加熱のためそれぞれＥ型電子銃８が設けてあり、その外
側は液体窒素シュラウド７で覆われている。Ｓｉ及びＣ
の蒸発速度は水晶振動子膜厚計２により測定し、成長に
先だって基板面へのＳｉ及びＣの分子線強度とＥ型電子
銃８の制御条件の関係を測定した。Ｓｉソース９には高
純度（９Ｎ）の多結晶Ｓｉを、Ｃソース１ｏには高純度
（５Ｎ）ｃ６グラフアイトをそれぞれ使用した。さらに
超高真空チャンバー１には塩素ガス導入管５が設けてあ
り、塩素ガスを超高真空チャンバー１内に導入できるよ
うになっており、その導入量は塩素ガス導入管５の途中
に設けたバリアプルリークバルブ１１により精度良く制
御できる構造となっている。
基板結晶４としてアチソン（Ａｃｈｅｓｏｎ ）法によ
り作った６Ｈ型炭化珪素単結晶膜を使用し、基板の面方
位としては（０００１）面を使用した。炭化珪素単結晶
基板４はＩＦ−ＨＮＯＪ溶液で表面処理した後、サセプ
ター３内に結晶成長をさせる面が下になるように設置し
た。その後超高真空チャンバー１内を排気口６を通じ３
Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒに排気した。排気後、超高
真空中で基板結晶４を１４００″Ｃに加熱し表面のクリ
ーニングを行なった後基板結晶４の温度を１１５０°Ｃ
に保った。
り作った６Ｈ型炭化珪素単結晶膜を使用し、基板の面方
位としては（０００１）面を使用した。炭化珪素単結晶
基板４はＩＦ−ＨＮＯＪ溶液で表面処理した後、サセプ
ター３内に結晶成長をさせる面が下になるように設置し
た。その後超高真空チャンバー１内を排気口６を通じ３
Ｘ １０− ” Ｔｏｒｒに排気した。排気後、超高
真空中で基板結晶４を１４００″Ｃに加熱し表面のクリ
ーニングを行なった後基板結晶４の温度を１１５０°Ｃ
に保った。
次に塩素ガス導入管５より塩素を導入し超高真空チャン
バー１内を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの塩素ガス雰囲気
中に保った。その後、Ｅ型電子銃８によりＳｉソース９
及びＣソース１０を加熱蒸発させ炭化珪素単結晶膜を成
長させた。
バー１内を５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの塩素ガス雰囲気
中に保った。その後、Ｅ型電子銃８によりＳｉソース９
及びＣソース１０を加熱蒸発させ炭化珪素単結晶膜を成
長させた。
次に珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ）分子線のみを使
用した場合と本発明方法により成長させた場合の結晶成
長させた炭化珪素単結晶膜の化学量論比の制御性の違い
について述べる。
用した場合と本発明方法により成長させた場合の結晶成
長させた炭化珪素単結晶膜の化学量論比の制御性の違い
について述べる。
第２図は５ Ｘｌ０−”Ｔｏｒｒの塩素ガス雰囲気中で
Ｓｉミノ子線強度を５Ｘ１０”原子／Ｃｒｒ１２・ｓｅ
ｃとなるようにＳｉの蒸発速度を制御し、Ｃの分子線強
度も５Ｘ１０”原子／ ｃＴｒｌ” −ｓｅｃとなるよ
うにＣの蒸発速度を制御して、１時間の結晶成長を４回
繰り返し行なった時のＸ線分析により求めた炭化珪素単
結晶膜の化学量論比からのずれをＳｉとＣの原子比（Ｓ
ｉ／Ｃ）より示したものである。また塩素ガスが存在し
ない状態で同じ値のＳｉ及びＣの分子線強度で結晶成長
した時の結果も合わせて示しである。本方法により作成
した炭化珪素単結晶膜のＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）
は厳密に１であることがわかる。これに対して塩素ガス
が存在しない状態で成長した炭化珪素単結晶膜のＳｉと
Ｃの原子比（Ｓｉ／Ｃ）はかなり１からずれている。ま
た化学量論比の再現性も良くない。
Ｓｉミノ子線強度を５Ｘ１０”原子／Ｃｒｒ１２・ｓｅ
ｃとなるようにＳｉの蒸発速度を制御し、Ｃの分子線強
度も５Ｘ１０”原子／ ｃＴｒｌ” −ｓｅｃとなるよ
うにＣの蒸発速度を制御して、１時間の結晶成長を４回
繰り返し行なった時のＸ線分析により求めた炭化珪素単
結晶膜の化学量論比からのずれをＳｉとＣの原子比（Ｓ
ｉ／Ｃ）より示したものである。また塩素ガスが存在し
ない状態で同じ値のＳｉ及びＣの分子線強度で結晶成長
した時の結果も合わせて示しである。本方法により作成
した炭化珪素単結晶膜のＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）
は厳密に１であることがわかる。これに対して塩素ガス
が存在しない状態で成長した炭化珪素単結晶膜のＳｉと
Ｃの原子比（Ｓｉ／Ｃ）はかなり１からずれている。ま
た化学量論比の再現性も良くない。
第３図５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒの塩素ガス雰囲気中で
Ｓｉの分子線強度を５×１０目原子／ｃＴｒＩ！・ｓｅ
’ｃとなるようにＳｉの蒸発速度を制御し、Ｃの分子線
強度を４Ｘ１０”原子／ Ｃｍ ” −５２０となるよ
うにＣ（７）蒸発速度を制御して、１時間の結晶成長を
４回繰り返し行なった時のＸ線分析により求めた炭化珪
素単結晶膜の化学量論比からのずれをＳｉとＣの原子比
（Ｓｉ／Ｃ）より示したものである。また塩素ガスが存
在しない状態で同じ値のＳｉ及びＣの分子線強度で結晶
成長した時の結果も合わせて示しである。本方法により
作成した炭化珪素単結晶膜のＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／
Ｃ）は厳密に１であることがわかる。これに対して塩素
ガスが存在しない状態で成長した炭化珪素単結晶膜のＳ
ｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）はかなり１からずれており
、Ｓｉ過剰な膜になっている。また化学量論比の再現性
も良くない。
Ｓｉの分子線強度を５×１０目原子／ｃＴｒＩ！・ｓｅ
’ｃとなるようにＳｉの蒸発速度を制御し、Ｃの分子線
強度を４Ｘ１０”原子／ Ｃｍ ” −５２０となるよ
うにＣ（７）蒸発速度を制御して、１時間の結晶成長を
４回繰り返し行なった時のＸ線分析により求めた炭化珪
素単結晶膜の化学量論比からのずれをＳｉとＣの原子比
（Ｓｉ／Ｃ）より示したものである。また塩素ガスが存
在しない状態で同じ値のＳｉ及びＣの分子線強度で結晶
成長した時の結果も合わせて示しである。本方法により
作成した炭化珪素単結晶膜のＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／
Ｃ）は厳密に１であることがわかる。これに対して塩素
ガスが存在しない状態で成長した炭化珪素単結晶膜のＳ
ｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）はかなり１からずれており
、Ｓｉ過剰な膜になっている。また化学量論比の再現性
も良くない。
また、本発明の方法により成長した炭化珪素単結晶膜は
反射型高速電子線回折法（ＲＨＥＥＤ ）の測定の結果
いずれも３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜であった。
反射型高速電子線回折法（ＲＨＥＥＤ ）の測定の結果
いずれも３Ｃ型の炭化珪素単結晶膜であった。
（発明の効果）
以上詳細に述べたように、本発明によれば、珪１（Ｓｉ
）分子線及び炭素（Ｃ）分子線による炭化珪素単結晶膜
の成長を塩素ガス存在下において行なうことにより幅広
い分子線強度比の範囲において化学量論比を正確に保っ
た（すなわちｓｉ：ｃの比が厳密に１である）炭化珪素
単結晶膜が容易に得られる。
）分子線及び炭素（Ｃ）分子線による炭化珪素単結晶膜
の成長を塩素ガス存在下において行なうことにより幅広
い分子線強度比の範囲において化学量論比を正確に保っ
た（すなわちｓｉ：ｃの比が厳密に１である）炭化珪素
単結晶膜が容易に得られる。
第１図は本発明の実施に用いた結晶成長装置の概念図、
第２図及び第３図は炭化珪素単結晶膜の化学量論比から
のずれをＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）により示す図で
ある。 図中、１は超高真空チャンバー、２は水晶振動子膜厚計
、３はサセプター、４は基板結晶、５は塩素ガス導入管
、６は排気口、７は液体窒素シュラウド、８はＥ型電子
銃、９は多結晶Ｓｉ、 １０はグラファイト、１１はバ
リアプルリークバルブである。
第２図及び第３図は炭化珪素単結晶膜の化学量論比から
のずれをＳｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）により示す図で
ある。 図中、１は超高真空チャンバー、２は水晶振動子膜厚計
、３はサセプター、４は基板結晶、５は塩素ガス導入管
、６は排気口、７は液体窒素シュラウド、８はＥ型電子
銃、９は多結晶Ｓｉ、 １０はグラファイト、１１はバ
リアプルリークバルブである。
Claims (1)
- 珪素分子線及び炭素分子線を塩素ガス存在下で単結晶に
照射して分子線成長法により炭化珪素単結晶膜を成長さ
せることを特徴とする炭化珪素単結晶膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29593785A JPS62158197A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29593785A JPS62158197A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62158197A true JPS62158197A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=17827042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29593785A Pending JPS62158197A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62158197A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101533A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Fujitsu General Ltd | 送風ファンの取付構造 |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29593785A patent/JPS62158197A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101533A (ja) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Fujitsu General Ltd | 送風ファンの取付構造 |
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