JPS62230699A - 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
- JPS62230699A JPS62230699A JP7398186A JP7398186A JPS62230699A JP S62230699 A JPS62230699 A JP S62230699A JP 7398186 A JP7398186 A JP 7398186A JP 7398186 A JP7398186 A JP 7398186A JP S62230699 A JPS62230699 A JP S62230699A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- silicon carbide
- carbide single
- crystal film
- molecular
- 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
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 48
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000815 Acheson method Methods 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- CCJHDZZUWZIVJF-UHFFFAOYSA-N iodo nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)OI CCJHDZZUWZIVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- 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）
本発明は品質の高い炭化珪素単結晶膜を製造する方法に
関する。
関する。
（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
膜の製造方法としては、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）、 ｔ、か
しながら５ｉ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
映するから、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った。
膜の製造方法としては、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）、 ｔ、か
しながら５ｉ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
映するから、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った。
本発明は、このような従来の欠点を除去し、ＳｉとＣの
比が正確に１に保てる品質の高い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。
比が正確に１に保てる品質の高い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）
本発明は、水素活性種存在下で、珪素（Ｓｉ）分子線及
び炭素（Ｃ）分子線を使用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炭化珪素単
結晶膜の製造方法である。
び炭素（Ｃ）分子線を使用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炭化珪素単
結晶膜の製造方法である。
（作用）
分子線成長法（ＭＢＥ法）により炭化珪素単結晶膜を製
造する方法において、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活性種存
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。
造する方法において、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活性種存
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図は本発明を適用する結晶成長装置の一例を示す概
念図である。超高真空チャンバー１は超高真空排気系を
備え排気工１２からチャンバー１内をＩ Ｘｌ０−”Ｔ
ｏｒｒ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。
念図である。超高真空チャンバー１は超高真空排気系を
備え排気工１２からチャンバー１内をＩ Ｘｌ０−”Ｔ
ｏｒｒ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６が設けてあり、その外
側は液体窒素シュラウド５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６の制御条件の関係を測定した。Ｓｉソース７には高
純度（，９Ｎ）の多結晶Ｓｉを、Ｃソース８には高純度
（５Ｎ）のグラファイトをそれぞれ使用した。
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６が設けてあり、その外
側は液体窒素シュラウド５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６の制御条件の関係を測定した。Ｓｉソース７には高
純度（，９Ｎ）の多結晶Ｓｉを、Ｃソース８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ー１にはプラズマ発生室９が設
けてあり、アパーチャ１０を介してプラズマ発生室９内
の活性化学種を超高真空チャンバー１内に引き出せるよ
うになっている。プラズマはプラズマ発生室９内を１１
’ｏｒｒ水素雰囲気に保った状態で高周波フィル１１に
高周波を印加することにより発生させた。
けてあり、アパーチャ１０を介してプラズマ発生室９内
の活性化学種を超高真空チャンバー１内に引き出せるよ
うになっている。プラズマはプラズマ発生室９内を１１
’ｏｒｒ水素雰囲気に保った状態で高周波フィル１１に
高周波を印加することにより発生させた。
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−）ＩＮＯ３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１２を通じ
３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒに排気した。排気後、超高真空中
で基板結晶４を１４００℃に加熱し表面のクリーニング
を行なった後に基板結晶４の温度を１１５０℃に保った
。
り作った６Ｈ型炭化珪素単結晶を使用し、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−）ＩＮＯ３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１２を通じ
３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒに排気した。排気後、超高真空中
で基板結晶４を１４００℃に加熱し表面のクリーニング
を行なった後に基板結晶４の温度を１１５０℃に保った
。
次にプラズマ発生室９内をＩ Ｔｏｒｒの水素雰囲気に
保った状態で高岡波フィル１１に高周波を印加すること
により水素プラズマを発生きせ、超高真空チャンバー１
内に水素活性種を引き出した。その後、Ｅ型電子銃６に
よりＳｉソース７及びＣソース８を加熱蒸発させ炭化珪
素単結晶膜を成長させた。
保った状態で高岡波フィル１１に高周波を印加すること
により水素プラズマを発生きせ、超高真空チャンバー１
内に水素活性種を引き出した。その後、Ｅ型電子銃６に
よりＳｉソース７及びＣソース８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
いて述にる。
用した場合と本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
いて述にる。
第２図は上記のようにして水素活性種を超高真空チャン
バー１内に引き出した状態でＳｉの分子線強度を５Ｘ１
０”原子／Ｃが・ｓｅｅとなるように５ｉの蒸発速度を
制御し、Ｃの分子線強度も５Ｘ１０”原子／ｃｍ”・ｓ
ｅｃ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ときの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
素活性種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。
バー１内に引き出した状態でＳｉの分子線強度を５Ｘ１
０”原子／Ｃが・ｓｅｅとなるように５ｉの蒸発速度を
制御し、Ｃの分子線強度も５Ｘ１０”原子／ｃｍ”・ｓ
ｅｃ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ときの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
素活性種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。
本図から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。これに対して水素活性種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からずれいている。また化学量論比の再現
性も良くない。
とＣの原子比（Ｓｉ／ Ｃ）は厳密に１であることがわ
かる。これに対して水素活性種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からずれいている。また化学量論比の再現
性も良くない。
第３図は上記のようにして水素活性種を超高真空チャン
バー１内に引き出した状態でＳｉの分子線強度を５Ｘ１
０”原子／ｃｍ”・ｓｅｃとなるようにＳｉの蒸発速度
を制御し、Ｃの分子線強度を８Ｘ１０”原子／Ｃｍ”・
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ときのｘ！！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Ｓ
ｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）より示したものである。ま
た水素活性種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ときの結果も合わせて示しで
ある。
バー１内に引き出した状態でＳｉの分子線強度を５Ｘ１
０”原子／ｃｍ”・ｓｅｃとなるようにＳｉの蒸発速度
を制御し、Ｃの分子線強度を８Ｘ１０”原子／Ｃｍ”・
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ときのｘ！！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Ｓ
ｉとＣの原子比（Ｓｉ／Ｃ）より示したものである。ま
た水素活性種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ときの結果も合わせて示しで
ある。
本図から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。これに対して水素活性種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からずれており、Ｃ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。
とＣの原子比（Ｓｉ／ Ｃ）は厳密に１であることがわ
かる。これに対して水素活性種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からずれており、Ｃ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が得られた。
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が得られた。
（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
膜の成長を水素活性種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ようになる。
）分子線及び炭素（Ｃ）分子線による炭化珪素単結晶
膜の成長を水素活性種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ようになる。
第１図は本発明を適用する結晶成長装置の一例を示す概
念図である。第２図、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−１２は水晶振動子膜厚
計、３はサセプター、４は基板結晶、５は液体窒素シュ
ラウド、６はＥ型電子銃、７は多結晶Ｓｉ、 ８はグラ
ファイト、９はプラズマ発生室、１０はアバーチ〜、１
１は高周波コイル、１２は排気口である。
念図である。第２図、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−１２は水晶振動子膜厚
計、３はサセプター、４は基板結晶、５は液体窒素シュ
ラウド、６はＥ型電子銃、７は多結晶Ｓｉ、 ８はグラ
ファイト、９はプラズマ発生室、１０はアバーチ〜、１
１は高周波コイル、１２は排気口である。
Claims (1)
- 水素活性種存在下で、珪素（Ｓｉ）分子線及び炭素（Ｃ
）分子線を使用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 |
|---|---|---|---|
| JP7398186A JPS62230699A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7398186A JPS62230699A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62230699A true JPS62230699A (ja) | 1987-10-09 |
Family
ID=13533786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7398186A Pending JPS62230699A (ja) | 1986-03-31 | 1986-03-31 | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62230699A (ja) |
-
1986
- 1986-03-31 JP JP7398186A patent/JPS62230699A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4421592A (en) | Plasma enhanced deposition of semiconductors | |
| EP0576566A4 (en) | PROCESS FOR THE PREPARATION AND DOPING OF THIN FILMS OF VERY INSULATING MONOCRYSTALLINE GALLIUM NITRIDE. | |
| JPS6134929A (ja) | 半導体結晶成長装置 | |
| US3963539A (en) | Two stage heteroepitaxial deposition process for GaAsP/Si LED's | |
| US5279701A (en) | Method for the growth of silicon carbide single crystals | |
| JPS63224225A (ja) | 薄膜単結晶ダイヤモンド基板 | |
| JPH04292499A (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
| JPS62230699A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS62230697A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS62230698A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS62158198A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPH0637355B2 (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS62158197A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPH06224127A (ja) | シリコン膜の成長方法およびその装置 | |
| JPH0416597A (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
| JPS62158196A (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS6134922A (ja) | 超格子半導体装置の製造方法 | |
| JPH0637356B2 (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JP3183939B2 (ja) | 酸化亜鉛単結晶薄膜の製造方法 | |
| JPS6143413A (ja) | 化合物半導体単結晶薄膜の形成方法 | |
| JPS61260622A (ja) | ＧａＡｓ単結晶薄膜の成長法 | |
| JPH0637357B2 (ja) | 炭化珪素単結晶膜の製造方法 | |
| JPS63188933A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 | |
| JP2620578B2 (ja) | 化合物半導体のエピタキシャル層の製造方法 | |
| Bryden et al. | ECR-assisted reactive magnetron sputtering of InN |