JPS6236813A - 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
- JPS6236813A JPS6236813A JP17620785A JP17620785A JPS6236813A JP S6236813 A JPS6236813 A JP S6236813A JP 17620785 A JP17620785 A JP 17620785A JP 17620785 A JP17620785 A JP 17620785A JP S6236813 A JPS6236813 A JP S6236813A
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- JP
- Japan
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- silicon carbide
- gas
- epitaxial growth
- silicon
- temperature
- Prior art date
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［概要］
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、シリコン基板を塩素を含むシリコン化合物
のガス或いはシランガスと所定の反応ガスの減圧状態で
、低温でシリコン基板上にシリコンカーバイトを成長さ
せるものであり、従来に比較してカーボニゼーション工
程が省けると共にシリコン基板を低温状態で成長が可能
にしたものである。
法であって、シリコン基板を塩素を含むシリコン化合物
のガス或いはシランガスと所定の反応ガスの減圧状態で
、低温でシリコン基板上にシリコンカーバイトを成長さ
せるものであり、従来に比較してカーボニゼーション工
程が省けると共にシリコン基板を低温状態で成長が可能
にしたものである。
［産業上の利用分野］
本発明は、シリコンカーバイドのエピタキシャル成長方
法に係わり、特に製造工程での簡素化とシリコン基板を
低温にして、その上にエピタキシャル成長ができるよう
にしたものである。
法に係わり、特に製造工程での簡素化とシリコン基板を
低温にして、その上にエピタキシャル成長ができるよう
にしたものである。
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、その理由としてシリコンカーバイ
ドは耐熱性、耐蝕性、機械的強度が優れ、さらにエネル
ギーギャップが大きいために、可視域での発光が可能で
ある等の特徴があり、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、その理由としてシリコンカーバイ
ドは耐熱性、耐蝕性、機械的強度が優れ、さらにエネル
ギーギャップが大きいために、可視域での発光が可能で
ある等の特徴があり、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。
シリコンカーバイドの結晶成長方法では、シリコン基板
を極力低温状態にして結晶性の良好なシリコンカーバイ
ドを得ることにあるが、また結晶多形（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−
５ｉＣ，β−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最も優
れた方法として採用されている。
を極力低温状態にして結晶性の良好なシリコンカーバイ
ドを得ることにあるが、また結晶多形（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−
５ｉＣ，β−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最も優
れた方法として採用されている。
然しながら、従来はソリコンカーバイドを常圧ＣＶＤ法
により、単結晶の成長を行っていたために、カーボニゼ
ーション工程とデポジノシラン工程を必要とし、またＣ
ＶＤ温度もβ−３ｉＣでさえ１３３０℃〜１３６０℃と
かなり高温で行う必要があり、その改善が要望されてい
る。
により、単結晶の成長を行っていたために、カーボニゼ
ーション工程とデポジノシラン工程を必要とし、またＣ
ＶＤ温度もβ−３ｉＣでさえ１３３０℃〜１３６０℃と
かなり高温で行う必要があり、その改善が要望されてい
る。
［従来の技術］
第３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。
炉芯管１があり、その炉芯管には矢印のように反応ガス
であるシラン（ＳｉＨ４）とプロパンガスとの混合ガス
の供給側と、反応ガスの排出側があり、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
表面にシリコンカーバイドのエピタキシャル成長がなさ
れるシリコンウェハ３が載置されている。
であるシラン（ＳｉＨ４）とプロパンガスとの混合ガス
の供給側と、反応ガスの排出側があり、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
表面にシリコンカーバイドのエピタキシャル成長がなさ
れるシリコンウェハ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、結晶構造がβ−８ＩＣのシリコンカーバイドの成
長方法は下記のごとくである。
長方法は下記のごとくである。
（１）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（Ｃ８Ｈｅ ）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 このカーボニゼーション工程は、シリコンウェハの表面
に炭素が滲炭した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
容易に被着できる目的で行うものである。
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃ８Ｈｅ ）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 このカーボニゼーション工程は、シリコンウェハの表面
に炭素が滲炭した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
容易に被着できる目的で行うものである。
（２）デボシソジョン
気圧 ：常圧
反応ガスの種類ニジラン（ＳｉＨ４）ガスを流量１００
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈｅ ）２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℃ 時間 ：約２０分 躾厚 ：約１μ麟 このデボシソジョンで、上記シリコンウェハ表面の格子
不整の炭化層上に、β−３ｉＣが容易に形成できること
になる。
ｃｃ／分 ：プロパン（Ｃａ Ｈｅ ）２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℃ 時間 ：約２０分 躾厚 ：約１μ麟 このデボシソジョンで、上記シリコンウェハ表面の格子
不整の炭化層上に、β−３ｉＣが容易に形成できること
になる。
然しながら、上記従来の製造方法では、β−８ｉＣ膜の
エピタキシャル成長を行う際に、高温のカーボニゼーシ
ョン工程が必要であり、製造工程の複雑性と高温処理が
必要であるという欠点がある。
エピタキシャル成長を行う際に、高温のカーボニゼーシ
ョン工程が必要であり、製造工程の複雑性と高温処理が
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、シリコンウェハ上にβ−３ｉＣ膜をエピタキシ
ャル成長で形成する方法では、高温処理のカーポニゼー
ション工程が必要であることが問題点である。
ャル成長で形成する方法では、高温処理のカーポニゼー
ション工程が必要であることが問題点である。
Ｅ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、その
解決の手段は、塩素を含む化合物のガスとして例えば三
塩化シランまたはシランガスと、メタンまたはプロパン
等のいずれかを含む混合ガスをエピタキシャル成長装置
内に導入し、それらの混合ガス圧を８０ト一ル程度また
はそれ以下の減圧状態でシリコン基板の温度を、通常よ
りも低温にてエピタキシャル成長を行い、シリコン基板
上にシリコンカーバイド層を形成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、その
解決の手段は、塩素を含む化合物のガスとして例えば三
塩化シランまたはシランガスと、メタンまたはプロパン
等のいずれかを含む混合ガスをエピタキシャル成長装置
内に導入し、それらの混合ガス圧を８０ト一ル程度また
はそれ以下の減圧状態でシリコン基板の温度を、通常よ
りも低温にてエピタキシャル成長を行い、シリコン基板
上にシリコンカーバイド層を形成することにより解決し
たものである。
［作用］
従来のβ−３ｉＣ膜のエピタキシャル成長方法では、高
温処理を伴うカーポニゼーション工程を必要としたが、
本発明では、成長ガスを変更して減圧状態でエピタキシ
ャル成長を行うもので、本発明のエピタキシャル成長法
により形成されたβ−３ｉＣ１！ｉｉは、シリコン基板
との密着性が優れ、また高温処理のカーボニゼーシラン
工程を必要としないエピタキシャル成長方法を提供する
ものである。
温処理を伴うカーポニゼーション工程を必要としたが、
本発明では、成長ガスを変更して減圧状態でエピタキシ
ャル成長を行うもので、本発明のエピタキシャル成長法
により形成されたβ−３ｉＣ１！ｉｉは、シリコン基板
との密着性が優れ、また高温処理のカーボニゼーシラン
工程を必要としないエピタキシャル成長方法を提供する
ものである。
［実施例］
本発明によるシリコンカーバイド（β−３ｉＣ膜）のエ
ピタキシャル成長方法を下記に示している。
ピタキシャル成長方法を下記に示している。
気圧 ：ＩＴｏｒｒ
反応ガスの種類：三塩化シランガスを流量が２００ｃｃ
／分 （ガスの種類と して二塩化シラン、四塩化シ リコンガス、シランガスを使 用することができる。） ：シラン（ＣＨ４）ガス、プロ パン（Ｃ，Ｈｅ ）またはアセチ レン（Ｃ２Ｈａ ）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 ： １ｏｏｏ℃ 時間 ：約２０分 上記エピタキシャル成長方法によりシリコンカーバイド
が形成でき、この成長方法によれば、シリコン基板上に
直接β−３ｉＣが容易に被着でき、また低温で形成する
ことができる。
／分 （ガスの種類と して二塩化シラン、四塩化シ リコンガス、シランガスを使 用することができる。） ：シラン（ＣＨ４）ガス、プロ パン（Ｃ，Ｈｅ ）またはアセチ レン（Ｃ２Ｈａ ）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 ： １ｏｏｏ℃ 時間 ：約２０分 上記エピタキシャル成長方法によりシリコンカーバイド
が形成でき、この成長方法によれば、シリコン基板上に
直接β−３ｉＣが容易に被着でき、また低温で形成する
ことができる。
第１図は、本発明のエピタキシャル成長方法によって形
成したシリコンカーバイトに、Ｘ線回折法による回折図
である。
成したシリコンカーバイトに、Ｘ線回折法による回折図
である。
横軸が鉄をターゲットに用いた時の回折角度であり、縦
軸が相対強度であるが、横軸の４５．５度の位置Ａに強
いピークがあり、単結晶の５ｉＣ（１１１）であること
が推察され、また４１．０度にあるピークは５ｉＣ（１
１１）、 Ｋβであることを示している。
軸が相対強度であるが、横軸の４５．５度の位置Ａに強
いピークがあり、単結晶の５ｉＣ（１１１）であること
が推察され、また４１．０度にあるピークは５ｉＣ（１
１１）、 Ｋβであることを示している。
第２図は、β−３ｉＣの単結晶を成長する際の圧力と温
度との相関図である。
度との相関図である。
圧力が高くなる程成長温度が高くなることが明瞭であり
、例えば圧力がＩ Ｔｏｒｒ以下であれば、温度は１０
００℃程度でよいことになる。
、例えば圧力がＩ Ｔｏｒｒ以下であれば、温度は１０
００℃程度でよいことになる。
このように本発明により、カーボニゼーンヨン工程をす
ることなく、優れたシリコンカーバイド膜をエピタキシ
ャル成長することができ、また減圧エピタキシャル成長
のために、大口径のウェハに成長を行う場合でも、均一
な厚みで成膜すること、ができるという利点がある。
ることなく、優れたシリコンカーバイド膜をエピタキシ
ャル成長することができ、また減圧エピタキシャル成長
のために、大口径のウェハに成長を行う場合でも、均一
な厚みで成膜すること、ができるという利点がある。
［発明の効果］
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、容易且つ低温で
大口径のウェハ面上にも成膜することができ、優れた品
質のシリコンカーバイド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、容易且つ低温で
大口径のウェハ面上にも成膜することができ、優れた品
質のシリコンカーバイドを提供し得るという効果大なる
ものがある。
第１図は、本発明のエピタキシャル成長方法で形成した
シリコンカーバイド層のＸ線回折法による回折図、 第２図は、β−３ｉＣの単結晶を成長する際の圧力と温
度との相関図、 第３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、図において、 ｌは炉芯管、 ２はサセプタ、３はシリコン
ウェハ、 ４は誘導加熱装置、をそれぞれ示している。
シリコンカーバイド層のＸ線回折法による回折図、 第２図は、β−３ｉＣの単結晶を成長する際の圧力と温
度との相関図、 第３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、図において、 ｌは炉芯管、 ２はサセプタ、３はシリコン
ウェハ、 ４は誘導加熱装置、をそれぞれ示している。
Claims (1)
- シリコン化合物のガスと、炭化水素化合物のガスとを８
０Ｔｏｒｒ以下の圧力下で反応させて、基板上にシリコ
ンカーバイド層をエピタキシャル成長させることを特徴
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 |
|---|---|---|---|
| JP17620785A JPS6236813A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP17620785A JPS6236813A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 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 |
|---|---|
| JPS6236813A true JPS6236813A (ja) | 1987-02-17 |
Family
ID=16009494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17620785A Pending JPS6236813A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 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) | JPS6236813A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501173A (en) * | 1993-10-18 | 1996-03-26 | Westinghouse Electric Corporation | Method for epitaxially growing α-silicon carbide on a-axis α-silicon carbide substrates |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP17620785A patent/JPS6236813A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5501173A (en) * | 1993-10-18 | 1996-03-26 | Westinghouse Electric Corporation | Method for epitaxially growing α-silicon carbide on a-axis α-silicon carbide substrates |
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