JPS6233422A - シリコンカ−バイドのエピタキシヤル成長方法 - Google Patents
シリコンカ−バイドのエピタキシヤル成長方法Info
- Publication number
- JPS6233422A JPS6233422A JP17349685A JP17349685A JPS6233422A JP S6233422 A JPS6233422 A JP S6233422A JP 17349685 A JP17349685 A JP 17349685A JP 17349685 A JP17349685 A JP 17349685A JP S6233422 A JPS6233422 A JP S6233422A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon substrate
- silicon carbide
- layer
- silicon
- gas
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- Pending
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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】
［ｍ要］
本発明は、シリコンカーバイドのエピタキシャル成長方
法であって、シリコン基板上にシリコンカーバイドを成
長する際に、従来シリコン基板とシリコンカーバイドの
密着性を向上させるために、予めシリコン基板の表面に
カーボンの薄い濃炎層を形成し、しかる後にシリコンカ
ーバイド層を形成していたが、シリコン基板の表面に濃
炎層を形成するには、シリコン基板を高温に加熱する必
要があるという欠点があるために、本発明では濃炎の方
法として、炭素を含む化合物ガス中でシリコン基板表面
をレーザで加熱し、シリコンの表面のみが高温になって
濃炎層が形成されるようにしてから、通常の方法による
シリコンカーバイド層を形成するものである。
法であって、シリコン基板上にシリコンカーバイドを成
長する際に、従来シリコン基板とシリコンカーバイドの
密着性を向上させるために、予めシリコン基板の表面に
カーボンの薄い濃炎層を形成し、しかる後にシリコンカ
ーバイド層を形成していたが、シリコン基板の表面に濃
炎層を形成するには、シリコン基板を高温に加熱する必
要があるという欠点があるために、本発明では濃炎の方
法として、炭素を含む化合物ガス中でシリコン基板表面
をレーザで加熱し、シリコンの表面のみが高温になって
濃炎層が形成されるようにしてから、通常の方法による
シリコンカーバイド層を形成するものである。
［産業上の利用分野］
本発明は、シリコン基板の表面にシリコンカーバイドの
エピタキシャル成長方法に係わり、特にレーザ照射によ
りシリコン基板の表面に濃炎層を形成する方法に関する
。
エピタキシャル成長方法に係わり、特にレーザ照射によ
りシリコン基板の表面に濃炎層を形成する方法に関する
。
近時、半導体材料として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ
）が注目されており、シリコンカーバイドの特性が耐熱
性、耐蝕性、機械的強度が優れ、さらに大きなエネルギ
ーギャップが可視域での発光を可能にするなと、これら
の特性を利用したアクティブ固体素子の開発が期待され
ている。
）が注目されており、シリコンカーバイドの特性が耐熱
性、耐蝕性、機械的強度が優れ、さらに大きなエネルギ
ーギャップが可視域での発光を可能にするなと、これら
の特性を利用したアクティブ固体素子の開発が期待され
ている。
このシリコンカーバイドの成長方法では、極力低温で良
好な結晶を得る必要があり、結晶多形（ポリタイプと称
し、結晶構造の多様性を区別しているが、大別してα−
５ｉＣ１β−５ｉＣに区別される）や不純物添加の制御
を容易にするために、エピタキシャル成長法が採用され
ている。
好な結晶を得る必要があり、結晶多形（ポリタイプと称
し、結晶構造の多様性を区別しているが、大別してα−
５ｉＣ１β−５ｉＣに区別される）や不純物添加の制御
を容易にするために、エピタキシャル成長法が採用され
ている。
通常、シリコン表面にシリコンカーバイド層を形成する
には、シリコン基板はシリコンカーバイド（β−３ｉＣ
）間の大きな格子乗数の差を緩和するために、予めシリ
コン基板の表面に薄いｉ８炭した炭化層を形成し、その
表面にシリコンカーバイド層を形成することがなされて
いる。
には、シリコン基板はシリコンカーバイド（β−３ｉＣ
）間の大きな格子乗数の差を緩和するために、予めシリ
コン基板の表面に薄いｉ８炭した炭化層を形成し、その
表面にシリコンカーバイド層を形成することがなされて
いる。
然しなから、従来のシリコンカーバイド層のエピタキシ
ャル成長方法は、常圧ＣＶＤ法により単結晶の成長を行
っていたために、高温の炭化工程を必要とし、そのため
シリコン基板が高温によるのダメージがあるため、その
改善が要望されている。
ャル成長方法は、常圧ＣＶＤ法により単結晶の成長を行
っていたために、高温の炭化工程を必要とし、そのため
シリコン基板が高温によるのダメージがあるため、その
改善が要望されている。
［従来の技術］
第２図は、従来のシリコンカーバイドのエピタキシャル
成長装置を示す模式要部断面図である。
成長装置を示す模式要部断面図である。
成長装置の炉芯管１があり、その炉芯管には矢印で示す
反応ガスの供給側と排出側があり、また炉芯管の内部に
はカーボン製のサセプタ２が配置されていて、その表面
にシリコンウェハ３が載置されている。
反応ガスの供給側と排出側があり、また炉芯管の内部に
はカーボン製のサセプタ２が配置されていて、その表面
にシリコンウェハ３が載置されている。
サセプタ上のシリコンウェハ３は炉芯管の外側から誘導
加熱装置４によって加熱される。
加熱装置４によって加熱される。
従来、β−３ｉＣの結晶構造であるシリコンカーバイド
層の成長方法は、通常シリコン基板の結晶方位が（１１
１）面をオフアングルにして成長が行なわれる。
層の成長方法は、通常シリコン基板の結晶方位が（１１
１）面をオフアングルにして成長が行なわれる。
第３図は、シリコン基板にシリコンカーバイド層を形成
した断面図である。
した断面図である。
シリコン基板１１の表面に７ビ炭層１２とシリコンカー
バイド層１３を形成されているが、下記はその製造工程
を示している。
バイド層１３を形成されているが、下記はその製造工程
を示している。
＋１）炭化（カーボニゼーション）
気圧 ：常圧
反応ガスの種類ニジラン（ＳｉＨ４）ガスを流量２００
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈａ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ： １３６０℃ 時間 ：約３分 この炭化工程は、格子不整状態の炭化層であって、炭化
層の厚みは極めて薄く、シリコン基板上にβ−３ｉＣが
容易に被着できるように行うものである。
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈａ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ： １３６０℃ 時間 ：約３分 この炭化工程は、格子不整状態の炭化層であって、炭化
層の厚みは極めて薄く、シリコン基板上にβ−３ｉＣが
容易に被着できるように行うものである。
（２）シリコンカーバイド層の形成
気圧 ：常圧
反応ガスの種類ニジラン（ＳｆＨ４）ガスを流量１００
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈｅ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ： １３３０”Ｃ 時間 ：約２０分 膜厚 ：約１ＩＪＩ１１ このデボジッション工程で、格子不整状態の炭化層上に
β−ＳｉＣが容易に被着できる。
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈｅ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ： １３３０”Ｃ 時間 ：約２０分 膜厚 ：約１ＩＪＩ１１ このデボジッション工程で、格子不整状態の炭化層上に
β−ＳｉＣが容易に被着できる。
然しなから、従来の製造方法では、β−５ｉＣ膜のエピ
タキシャル成長に、高温のカーポニゼーション工程が必
要になり、シリコン基板の高温処理が必要であるという
欠点がある。
タキシャル成長に、高温のカーポニゼーション工程が必
要になり、シリコン基板の高温処理が必要であるという
欠点がある。
［発明が解決しようとする問題点］
従来の、β−３ｔＣ膜のエピタキシャル成長の製造方法
では、炭化工程でシリコン基板が高温処理されることが
問題点である。
では、炭化工程でシリコン基板が高温処理されることが
問題点である。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、上記問題点を解決するためのシリコンカーバ
イドのエピタキシャル成長方法を提案するものであり、
その解決の手段は、シリコン基板を炭素を含む化合物ガ
ス雰囲気中でレーザ投射をｊテってシリコン基板の表面
に崖炭層を形成した後、シランガスと炭素を含む化合物
ガスとの混合ガス中で、シリコン基板を高温にしてその
表面にシリコンカーバイド層をエピタキシャル成長をす
ることにより解決したものである。
イドのエピタキシャル成長方法を提案するものであり、
その解決の手段は、シリコン基板を炭素を含む化合物ガ
ス雰囲気中でレーザ投射をｊテってシリコン基板の表面
に崖炭層を形成した後、シランガスと炭素を含む化合物
ガスとの混合ガス中で、シリコン基板を高温にしてその
表面にシリコンカーバイド層をエピタキシャル成長をす
ることにより解決したものである。
し作用］
本発明は、従来の、β−３ｉＣ膜のエピタキシャル成長
の製造方法では、炭化工程でシリコン基板全体が高温処
理されるために問題があったが、本発明では、炭素を含
む化合物ガス雰囲気中でシリコン基板の表面にレーザ投
射を行って、シリコン表面のみを加熱し、シリコン基板
表面に炭素をｉξ炭させてカーボニゼーションを行うも
ので、そのためにシリコン基板の表面のみが温度上昇す
るだけで基板全体の温度は上昇することがない。
の製造方法では、炭化工程でシリコン基板全体が高温処
理されるために問題があったが、本発明では、炭素を含
む化合物ガス雰囲気中でシリコン基板の表面にレーザ投
射を行って、シリコン表面のみを加熱し、シリコン基板
表面に炭素をｉξ炭させてカーボニゼーションを行うも
ので、そのためにシリコン基板の表面のみが温度上昇す
るだけで基板全体の温度は上昇することがない。
シリコンカーバイド層の形成は、従来のようにシランガ
ス及び炭素を含む化合物ガスとの混合ガス中テ、シリコ
ン基板の加熱によりシリコンカーバイドを形成すること
ができる。
ス及び炭素を含む化合物ガスとの混合ガス中テ、シリコ
ン基板の加熱によりシリコンカーバイドを形成すること
ができる。
［実施例コ
本発明によるシリコンカーバイドのエピタキシャル成長
の製造方法を下記に示している。
の製造方法を下記に示している。
第１図は、シリコン基板の表面にカーボニゼーションを
行なう断面図である。
行なう断面図である。
炭素を含む化合物ガス２１の雰囲気中で、シリコン基板
２２の表面に炭酸ガスレーザ２３によりレーザ光線２４
を照射して走査するものであって、シリコン基板の表面
に濃炎層層２５が形成される。
２２の表面に炭酸ガスレーザ２３によりレーザ光線２４
を照射して走査するものであって、シリコン基板の表面
に濃炎層層２５が形成される。
下記に主要条件を示している。
（１）炭化（カーボニゼーション）
気圧 ：常圧
反応ガスの種類：メタン（（Ａ１４）ガスを流量２００
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃ３ＨＢ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 加熱方法 ：炭酸ガスレーザで走査、加熱温度
７１３６０℃（シリコン基板の表面温度） 時間 ：約３分 この炭化工程は、格子不整状態の炭化層であって、炭化
層の厚みは極めて薄く、シリコン基板上にβ−３ｉＣが
容易に被着できるように行うものである。
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃ３ＨＢ ）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 加熱方法 ：炭酸ガスレーザで走査、加熱温度
７１３６０℃（シリコン基板の表面温度） 時間 ：約３分 この炭化工程は、格子不整状態の炭化層であって、炭化
層の厚みは極めて薄く、シリコン基板上にβ−３ｉＣが
容易に被着できるように行うものである。
このような炭化方法を採用することにより、シリコン基
板の表面のみをレーザ光線によって加熱することになり
、シリコン基板にダメージを与えることがない。
板の表面のみをレーザ光線によって加熱することになり
、シリコン基板にダメージを与えることがない。
（２）シリコンカーバイド層の形成
従来と全く同様の方法により行うことができる。
気圧 ：常圧
反応ガスの種類ニジラン（Ｓｉｌ１４ ）ガスを流量１
００ｃｃ／分 ：プロパン（ＣａＨ８”）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ７１３３０℃ 時間 ：約２０分 膜厚 ：約１μｍ 本発明のレーザ照射による濃炎層を形成し、その炭化層
上に上記のシリコンカーバイドを成長することにより、
シリコン基板にダメージを与えない優れたβ−５ｉＣを
容易に成長することができる。
００ｃｃ／分 ：プロパン（ＣａＨ８”）ガスを 流量が２００ｃｃ／分 ：キャリアガスとして水素ガ スを３００ｃｃ／分 成長温度 ７１３３０℃ 時間 ：約２０分 膜厚 ：約１μｍ 本発明のレーザ照射による濃炎層を形成し、その炭化層
上に上記のシリコンカーバイドを成長することにより、
シリコン基板にダメージを与えない優れたβ−５ｉＣを
容易に成長することができる。
［発明の効果コ
以上、詳細に説明したように、本発明によるシリコンカ
ーバイドのエピタキシャル成長方法は、シリコン基板を
低温で成膜することができ、優れた品’Ｊｔのシリコン
カーバイド層を提供し得るという効果大なるものがある
。
ーバイドのエピタキシャル成長方法は、シリコン基板を
低温で成膜することができ、優れた品’Ｊｔのシリコン
カーバイド層を提供し得るという効果大なるものがある
。
第１図は、本発明のシリコン基板の表面に濃炎膜を形成
する方法を示す模式断面図、 第２図は、シリコンカーバイドのエピタキシャル成長装
置を示す模式要部断面図、 第３図は、シリコン基板の表面にシリコンカーバイド層
を形成した断面図、 図において、 １１はシリコン基板、 １２は濃炎層、１３はシリコ
ンカーバイド層、 ２１は炭素を含むガス、 ２２はシリコン基板、２３は
炭酸ガスレーザ、 ２４はレーザ光線、２５はｉξ炭層
、 ４ｐ；ｌｔｙｇ／１ｎ−７−ニセ゛ニジ−ｌシエｎ ｒ
ｅ ’ＥＶ ＲｔＤ ／ｆＪ第１図 第２図
する方法を示す模式断面図、 第２図は、シリコンカーバイドのエピタキシャル成長装
置を示す模式要部断面図、 第３図は、シリコン基板の表面にシリコンカーバイド層
を形成した断面図、 図において、 １１はシリコン基板、 １２は濃炎層、１３はシリコ
ンカーバイド層、 ２１は炭素を含むガス、 ２２はシリコン基板、２３は
炭酸ガスレーザ、 ２４はレーザ光線、２５はｉξ炭層
、 ４ｐ；ｌｔｙｇ／１ｎ−７−ニセ゛ニジ−ｌシエｎ ｒ
ｅ ’ＥＶ ＲｔＤ ／ｆＪ第１図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 炭素を含む化合物ガス雰囲気（２１）中でシリコン基板
（２２）の表面にレーザ照射（２４）を行って滲炭層（
２５）を形成した後、 シラン及び炭素を含む化合物ガスとの混合ガス雰囲気中
で、該シリコン基板を加熱し、 該シリコン基板の表面にシリコンカーバイド層を形成す
ることを特徴とするシリコンカーバイドのエピタキシャ
ル成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349685A JPS6233422A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | シリコンカ−バイドのエピタキシヤル成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17349685A JPS6233422A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | シリコンカ−バイドのエピタキシヤル成長方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6233422A true JPS6233422A (ja) | 1987-02-13 |
Family
ID=15961590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17349685A Pending JPS6233422A (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | シリコンカ−バイドのエピタキシヤル成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6233422A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5284544A (en) * | 1990-02-23 | 1994-02-08 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for and method of surface treatment for microelectronic devices |
| WO1997039476A1 (fr) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ELEMENT EN SiC ET SON PROCEDE DE PRODUCTION |
| US6273950B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | SiC device and method for manufacturing the same |
| CN101814526A (zh) * | 2009-02-20 | 2010-08-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置以及其制造方法 |
| US9463581B2 (en) | 2007-11-02 | 2016-10-11 | Kobe Steel, Ltd. | Kneading degree adjusting mechanism, extruder, continuous mixer, kneading degree adjusting method, and kneading method |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP17349685A patent/JPS6233422A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5284544A (en) * | 1990-02-23 | 1994-02-08 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for and method of surface treatment for microelectronic devices |
| WO1997039476A1 (fr) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ELEMENT EN SiC ET SON PROCEDE DE PRODUCTION |
| US6214107B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-04-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a SiC device |
| US6273950B1 (en) | 1996-04-18 | 2001-08-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | SiC device and method for manufacturing the same |
| US9463581B2 (en) | 2007-11-02 | 2016-10-11 | Kobe Steel, Ltd. | Kneading degree adjusting mechanism, extruder, continuous mixer, kneading degree adjusting method, and kneading method |
| CN101814526A (zh) * | 2009-02-20 | 2010-08-25 | 株式会社半导体能源研究所 | 半导体装置以及其制造方法 |
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