JPS62158198A - 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
- JPS62158198A JPS62158198A JP29593885A JP29593885A JPS62158198A JP S62158198 A JPS62158198 A JP S62158198A JP 29593885 A JP29593885 A JP 29593885A JP 29593885 A JP29593885 A JP 29593885A JP S62158198 A JPS62158198 A JP S62158198A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- silicon carbide
- crystal layer
- molecular beam
- carbide single
- 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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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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
質の高い炭化珪素単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
質の高い炭化珪素単結晶膜が製造できなかった。
そこで、本発明は、このような従来あ欠点を除去し、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
水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許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
水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許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水素ガス存在下にお
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水素ガス存在下にお
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
まで排気でき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
まで排気でき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
とによっ工性なった。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
先だつて基板面への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10には高純度
(5N)のグラファイトをそれぞれ使用した。さらに超
高真空チャンバ−1には水素ガス導入管5が設けてあり
、水素ガスを超高真空チ・サンバー1内に導入できるよ
うになっており、その導入量は水素ガス導入管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。
とによっ工性なった。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
先だつて基板面への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10には高純度
(5N)のグラファイトをそれぞれ使用した。さらに超
高真空チャンバ−1には水素ガス導入管5が設けてあり
、水素ガスを超高真空チ・サンバー1内に導入できるよ
うになっており、その導入量は水素ガス導入管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−)INO、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115
0℃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−)INO、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115
0℃に保った。
次に水素ガス導入管5より水素を導入し超高真空チャン
バー1内を5XLO−”工orrの水素ガス雰囲気中に
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5XLO−”工orrの水素ガス雰囲気中に
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の水素ガス雰囲気中で
Siの分子線強度を5×10″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5X1014原子ハm”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(Si/C)よ
り示したものである。また水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。これに対して水素ガスが存在しな
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の分子線強度を5×10″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5X1014原子ハm”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(Si/C)よ
り示したものである。また水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。これに対して水素ガスが存在しな
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 Xl0−”Torrの水素ガス雰囲気中でS
iの分子線強度を5X10”i子/cm”−5eeとな
るようにSiの蒸発速度を制御し、Cの分子線強度を4
X10”原子/am ’ * 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(Si/C)
より示したものである。また水素ガスが存在しない状態
で同じ値の5i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(7)原子比(Si/C)は厳
密に1であることがわかる。これに対して水素ガスが存
在しない状態で成長した炭化i主索単結晶膜のSiとC
の原子比(5i/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。
iの分子線強度を5X10”i子/cm”−5eeとな
るようにSiの蒸発速度を制御し、Cの分子線強度を4
X10”原子/am ’ * 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(Si/C)
より示したものである。また水素ガスが存在しない状態
で同じ値の5i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(7)原子比(Si/C)は厳
密に1であることがわかる。これに対して水素ガスが存
在しない状態で成長した炭化i主索単結晶膜のSiとC
の原子比(5i/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
の成長を水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St: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
の成長を水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St: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は水素ガス導入管
、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は水素ガス導入管
、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水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 |
---|---|---|---|
JP29593885A JPS62158198A (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 |
---|---|---|---|
JP29593885A JPS62158198A (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 |
---|---|
JPS62158198A true JPS62158198A (ja) | 1987-07-14 |
Family
ID=17827054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29593885A Pending JPS62158198A (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) | JPS62158198A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39117E1 (en) | 1999-11-19 | 2006-06-06 | Minebea Co., Ltd. | Blower |
-
1985
- 1985-12-27 JP JP29593885A patent/JPS62158198A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USRE39117E1 (en) | 1999-11-19 | 2006-06-06 | Minebea Co., Ltd. | Blower |
USRE39787E1 (en) | 1999-11-19 | 2007-08-21 | Minebea Co., Ltd. | Blower |
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