JPS6325914A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6325914A JPS6325914A JP16782386A JP16782386A JPS6325914A JP S6325914 A JPS6325914 A JP S6325914A JP 16782386 A JP16782386 A JP 16782386A JP 16782386 A JP16782386 A JP 16782386A JP S6325914 A JPS6325914 A JP S6325914A
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Landscapes
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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】
（概要）
シリコン基板上にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）膜を成
長する際に、反応ガスとしてトリクロロシラン（５ｉｌ
ｌα３）とプロパン（Ｃ，Ｈ？）ガスを選び、５ｉＨＣ
Ｉ！３（Ａ＞とＣｇＨｔ（Ｂ）の流量比（Ｂ／Ａ）を０
．０１以上０．５以下に設定し、それに応じてガスの流
速と成長温度を選択することによりシリコン基板上に単
結晶ＳｔＣを成長することを特徴とする減圧ＳｉＣへテ
ロエピタキシャル成長方法である。
長する際に、反応ガスとしてトリクロロシラン（５ｉｌ
ｌα３）とプロパン（Ｃ，Ｈ？）ガスを選び、５ｉＨＣ
Ｉ！３（Ａ＞とＣｇＨｔ（Ｂ）の流量比（Ｂ／Ａ）を０
．０１以上０．５以下に設定し、それに応じてガスの流
速と成長温度を選択することによりシリコン基板上に単
結晶ＳｔＣを成長することを特徴とする減圧ＳｉＣへテ
ロエピタキシャル成長方法である。
〔産業上の利用分野］
本発明は半導体装置の製造方法に関するもので、さらに
詳しく言えば、シリコン（Ｓｉ）基板上にそれとは性質
の異なるシリコン・カーバイド（ＳｉＣ）結晶をエピタ
キシャル成長する方法に関するものである。
詳しく言えば、シリコン（Ｓｉ）基板上にそれとは性質
の異なるシリコン・カーバイド（ＳｉＣ）結晶をエピタ
キシャル成長する方法に関するものである。
ＳｉＣは硬度とか耐熱性（融点２８００℃）とかが擾れ
ているために、過去には研摩材などの特殊目的のために
用いられたものであるが、半導体材料としては、熱的、
化学的に強いので高温や衝撃の強い条件下でも使用でき
、さらにエネルギー間隔が大で、ＰＮ接合が形成されう
るので、注目されている材料である。
ているために、過去には研摩材などの特殊目的のために
用いられたものであるが、半導体材料としては、熱的、
化学的に強いので高温や衝撃の強い条件下でも使用でき
、さらにエネルギー間隔が大で、ＰＮ接合が形成されう
るので、注目されている材料である。
従来ＳｉＣの成長法としては、２５００℃前後での昇華
法、気相エピタキシャル（ＶＰＥ ）成長、液相エピタ
キシャル成長（ＬＰＥ ）が研究され、気相エピタキシ
ャル成長としては、常圧で５ｉＣｆ！＜ ＋ ＣＣＲａ
＋ＳｉＨ便３＋Ｃ１陣、 ＳｉＨ４＋ Ｃ３Ｈｙ＋
Ｓｉα幡＋Ｃ６Ｈｚｇ。
法、気相エピタキシャル（ＶＰＥ ）成長、液相エピタ
キシャル成長（ＬＰＥ ）が研究され、気相エピタキシ
ャル成長としては、常圧で５ｉＣｆ！＜ ＋ ＣＣＲａ
＋ＳｉＨ便３＋Ｃ１陣、 ＳｉＨ４＋ Ｃ３Ｈｙ＋
Ｓｉα幡＋Ｃ６Ｈｚｇ。
Ｓｊ鄭ｇ＋ｃ３Ｈｑ などのガスの組合せ、ＣＨ３５
ｉ鄭３分解などにより、１３００〜１８００℃の高温で
のＳｉＣへテロエピタキシャル成長が報告されている（
松波弘之、 ＳｉＣのエピタキシャル成長と固体素子へ
の応用、応用物理（１９７９） ｐｐ、 ５６５−５７
１．）。
ｉ鄭３分解などにより、１３００〜１８００℃の高温で
のＳｉＣへテロエピタキシャル成長が報告されている（
松波弘之、 ＳｉＣのエピタキシャル成長と固体素子へ
の応用、応用物理（１９７９） ｐｐ、 ５６５−５７
１．）。
上記したＶＰＥ法においては、１３００〜１８００℃の
範囲の高温条件を必要とするが、通常の半導体装置の製
造工程で実用可能な温度の限界は１０００℃前後である
ので、上記した温度条件は実用的でない問題がある。
範囲の高温条件を必要とするが、通常の半導体装置の製
造工程で実用可能な温度の限界は１０００℃前後である
ので、上記した温度条件は実用的でない問題がある。
さらに、上記した１３００〜１８００℃の範囲の温度で
シリコン基板上にＳｉＣ膜を成長した場合、シリコン基
板の温度を常温に戻すとＳｉＣ膜が剥離し、ＳｉＣ膜に
デバイスを形成することが難しくなる問題も確認された
。
シリコン基板上にＳｉＣ膜を成長した場合、シリコン基
板の温度を常温に戻すとＳｉＣ膜が剥離し、ＳｉＣ膜に
デバイスを形成することが難しくなる問題も確認された
。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、１０
００°Ｃ前後の温度条件下で、ＳｉＣを性質の異なるシ
リコン基板上にエピタキシャル成長させるＳｉＣへテロ
エピタキシャル成長方法を提供することを目的とする。
００°Ｃ前後の温度条件下で、ＳｉＣを性質の異なるシ
リコン基板上にエピタキシャル成長させるＳｉＣへテロ
エピタキシャル成長方法を提供することを目的とする。
第１図は本発明実施例の配置を示す図である。
本発明においては、従来試みられることのなかった５ｉ
ＨＣ２３とＣ，Ｈｔガスの組合せにおいて、減圧（約２
００Ｐａ ）下、高流速（５０ｃｍ／ ｓｅｃ以上）で
、流量比（ＣＪｔ／ ＳｉＨα３）０．０１〜０．５の
範囲、成長温度９００〜１１００℃（典型的には１００
０℃）で、（１１１）シリコン基板上にＳｉＣ単結晶を
成長させる。第１図を参照すると、シリコン基板（ウェ
ハ）２１を載置したカーボンサセプタ２２が配置された
ＲＦコイル１２で加熱される反応炉（石英管）１１をブ
ースタ・ポンプ１６とロータリ・ポンプ１７を用いて排
気し、前記した成長ガスとキャリアガス（Ｈ２）をマス
・フロー・コントローラ１４を通して供給する。
ＨＣ２３とＣ，Ｈｔガスの組合せにおいて、減圧（約２
００Ｐａ ）下、高流速（５０ｃｍ／ ｓｅｃ以上）で
、流量比（ＣＪｔ／ ＳｉＨα３）０．０１〜０．５の
範囲、成長温度９００〜１１００℃（典型的には１００
０℃）で、（１１１）シリコン基板上にＳｉＣ単結晶を
成長させる。第１図を参照すると、シリコン基板（ウェ
ハ）２１を載置したカーボンサセプタ２２が配置された
ＲＦコイル１２で加熱される反応炉（石英管）１１をブ
ースタ・ポンプ１６とロータリ・ポンプ１７を用いて排
気し、前記した成長ガスとキャリアガス（Ｈ２）をマス
・フロー・コントローラ１４を通して供給する。
シリコン基板上にＳｉＣをエピタキシャル成長するには
、基板上にＳｉとＣとが１対１の割合で堆積させること
が重要で、そのために具体的には、圧力（Ｐ） ＝２０
０ Ｐａ、流量（ＣＪｒ） ＝ ０．０４１ ／ ｍｉ
ｎ 。
、基板上にＳｉとＣとが１対１の割合で堆積させること
が重要で、そのために具体的には、圧力（Ｐ） ＝２０
０ Ｐａ、流量（ＣＪｒ） ＝ ０．０４１ ／ ｍｉ
ｎ 。
流量（５ｉＨＣｆ！ ３ ） ＝ ０．７４！ ／ ｍ
ｉｎ、 流量（ｔ１２）＝７６／ｍｉｎとし、１００
０℃で結晶方位（１１１） Ｃ＜２１１＞方向へ４°
斜め（ｏｆｆ ） ）のシリコン基板〔直径４インチま
たは５インチ（１０ｃｍまたは１２．５ｃｍ）のウェハ
〕上にβ−５ｉＣ（β相の５ｉＣ）単結晶を成長するこ
とができた。
ｉｎ、 流量（ｔ１２）＝７６／ｍｉｎとし、１００
０℃で結晶方位（１１１） Ｃ＜２１１＞方向へ４°
斜め（ｏｆｆ ） ）のシリコン基板〔直径４インチま
たは５インチ（１０ｃｍまたは１２．５ｃｍ）のウェハ
〕上にβ−５ｉＣ（β相の５ｉＣ）単結晶を成長するこ
とができた。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
本発明者は、ＳｉＣのエピタキシャル成長のための成長
ガスの組合せについて実験をなし、前記した如き５ｉＣ
Ｒａ ＋ ＣＣＪ！ｔ ＋ Ｓ＋ＨＣｆ！ ３ ＋Ｃ
６Ｈａｇ＋ ５ｉＨｎ＋Ｃ３ＨｔｌＳｉ鄭幡＋Ｃ，Ｈ
や、Ｓ田！ｇ＋ｃａＨτなどの組合せを用いたが、いず
れの場合においても１３００〜１８００℃の高温成長温
度が必要なことを確認したに止った。そこで、従来知ら
れた組合せ以外の組合せに着目し、従来試みられなかっ
たＳｉＨα３とＣ，Ｈ，との組合せを選択し、第１図に
示される装置を用い（１１１）シリコン基板〔直径（１
０ｃｍまたは１２．５ｃｍ） （＜２１１ ＞方向へ
４°斜め）のシリコンウェハ〕上にＳｉＣを成長させた
ところ、以下に示す結果を得ることができた。なお第１
図において、１１は反応炉となる石英管で、そのまわり
にはオンジレータ１３によって８ ＫＨｚのＲＦを与え
られるコイル１２が配置され、石英管１１には、Ｃ，ｌ
Ｌｒがマス・フｏ−−コアトローラ（Ｍ、Ｆ、） １４
を通し、５ｉＨＣ＋！３が気化コントｏ −−ｆｙ （
Ｖ、Ｃ，） １５とＭ、Ｆ、１４を通し、またＢ２がＭ
、Ｆ、１４を通して供給され、石英管１１はメカニカル
・ブースタ（Ｍ、Ｂ、）ポンプ１６とロータリ・ポンプ
（Ｒ，Ｐ、） １７によって排気され、石英管１１内で
ウェハ２１はカーボン・サセプタ２２上に配置されてい
る。
ガスの組合せについて実験をなし、前記した如き５ｉＣ
Ｒａ ＋ ＣＣＪ！ｔ ＋ Ｓ＋ＨＣｆ！ ３ ＋Ｃ
６Ｈａｇ＋ ５ｉＨｎ＋Ｃ３ＨｔｌＳｉ鄭幡＋Ｃ，Ｈ
や、Ｓ田！ｇ＋ｃａＨτなどの組合せを用いたが、いず
れの場合においても１３００〜１８００℃の高温成長温
度が必要なことを確認したに止った。そこで、従来知ら
れた組合せ以外の組合せに着目し、従来試みられなかっ
たＳｉＨα３とＣ，Ｈ，との組合せを選択し、第１図に
示される装置を用い（１１１）シリコン基板〔直径（１
０ｃｍまたは１２．５ｃｍ） （＜２１１ ＞方向へ
４°斜め）のシリコンウェハ〕上にＳｉＣを成長させた
ところ、以下に示す結果を得ることができた。なお第１
図において、１１は反応炉となる石英管で、そのまわり
にはオンジレータ１３によって８ ＫＨｚのＲＦを与え
られるコイル１２が配置され、石英管１１には、Ｃ，ｌ
Ｌｒがマス・フｏ−−コアトローラ（Ｍ、Ｆ、） １４
を通し、５ｉＨＣ＋！３が気化コントｏ −−ｆｙ （
Ｖ、Ｃ，） １５とＭ、Ｆ、１４を通し、またＢ２がＭ
、Ｆ、１４を通して供給され、石英管１１はメカニカル
・ブースタ（Ｍ、Ｂ、）ポンプ１６とロータリ・ポンプ
（Ｒ，Ｐ、） １７によって排気され、石英管１１内で
ウェハ２１はカーボン・サセプタ２２上に配置されてい
る。
シリコンウェハ２１上にＳｉとＣとを１対１の比率で堆
積するについて、本発明者は、反応ガスに前記した如（
新規に５ｉｌｌα３とＣａ１１７との組合せを選択した
ことに加え、前記ガスの流量比、ガスの流速、成長温度
を多様に組み合せる実験を行い、以下に説明する結果を
得たものである。
積するについて、本発明者は、反応ガスに前記した如（
新規に５ｉｌｌα３とＣａ１１７との組合せを選択した
ことに加え、前記ガスの流量比、ガスの流速、成長温度
を多様に組み合せる実験を行い、以下に説明する結果を
得たものである。
成長温度のプログラムは第２図の線図に示され、同図に
おいて横軸には時間を分（ｍｉｎ）でとり、縦軸には温
度を℃でとった。すなわち、室温から１０００℃に昇温
する過程で１０分間Ｂ２のみを供給してウェハ２１の表
面を清浄にし、次いでＳ ｉ ｔｌα３／８２ ＋Ｃ，
Ｈｙ＋ Ｂ２ ＋ Ｂ１Ｈｅ （またはＰＨ３）でＳ
ｉＣを堆積し、次いで１１２のみを供給しつつ室温まで
降温した。
おいて横軸には時間を分（ｍｉｎ）でとり、縦軸には温
度を℃でとった。すなわち、室温から１０００℃に昇温
する過程で１０分間Ｂ２のみを供給してウェハ２１の表
面を清浄にし、次いでＳ ｉ ｔｌα３／８２ ＋Ｃ，
Ｈｙ＋ Ｂ２ ＋ Ｂ１Ｈｅ （またはＰＨ３）でＳ
ｉＣを堆積し、次いで１１２のみを供給しつつ室温まで
降温した。
膜厚の成長時間による変化は第３図の線図に示され、同
図で横軸には時間をｍｉｎでとり、縦軸には膜厚をμｍ
でとった。温度は１０００℃、圧力は２００Ｐａであっ
た。膜厚は成長時間に比例して直線的に安定して増加す
ること、および１０００℃で成長したＳｉＣ膜は、ウェ
ハを常温に戻した後でも剥離しないことが確認された。
図で横軸には時間をｍｉｎでとり、縦軸には膜厚をμｍ
でとった。温度は１０００℃、圧力は２００Ｐａであっ
た。膜厚は成長時間に比例して直線的に安定して増加す
ること、および１０００℃で成長したＳｉＣ膜は、ウェ
ハを常温に戻した後でも剥離しないことが確認された。
ガス流量による変化は、成長時間５分の場合が第４図の
線図に示され、同図において、横軸は流量（５ｉＨＣｅ
３はｌ ／ ｍｉｎ ＋ Ｃ３）Ｉｔはｃｃ／ ｓｉ
ｎ ）を、縦軸は膜厚をμｍで表し、成長ガスの流量が
増えるのに比例し安定した状態で膜厚が大になる。第４
図に示す例でＣ３Ｈｒ／ ５ｉＨＣＪ！ ３の流量比は
ほぼ０．０５であるが、この流量比は０．０１〜０．５
の範囲内に設定しうろことが実験によって確認された。
線図に示され、同図において、横軸は流量（５ｉＨＣｅ
３はｌ ／ ｍｉｎ ＋ Ｃ３）Ｉｔはｃｃ／ ｓｉ
ｎ ）を、縦軸は膜厚をμｍで表し、成長ガスの流量が
増えるのに比例し安定した状態で膜厚が大になる。第４
図に示す例でＣ３Ｈｒ／ ５ｉＨＣＪ！ ３の流量比は
ほぼ０．０５であるが、この流量比は０．０１〜０．５
の範囲内に設定しうろことが実験によって確認された。
なお、流量比を０．０１より小または０．５よりも大に
した実験においては、単結晶ＳｉＣ膜の成長は実現され
なかった。
した実験においては、単結晶ＳｉＣ膜の成長は実現され
なかった。
前記の成長速度のＢ２流量による変化は第５図の線図に
示され、同図において横軸はＢ２の流量（ｌ／ｍ１ｎ）
を、縦軸は成長速度を（μｍ／ｍ１ｎ）で表し、温度は
１０００℃、 ５ｉｆｔ便３の流量は０．７１／ｍｉ
ｎ＋ Ｃ１ｆｌｒの流量は４０ｃｃ／ｍｔｎであった。
示され、同図において横軸はＢ２の流量（ｌ／ｍ１ｎ）
を、縦軸は成長速度を（μｍ／ｍ１ｎ）で表し、温度は
１０００℃、 ５ｉｆｔ便３の流量は０．７１／ｍｉ
ｎ＋ Ｃ１ｆｌｒの流量は４０ｃｃ／ｍｔｎであった。
同図はＢ２の流量が３β／ｆｆ１ｉｎに達するまでＳｉ
Ｃの成長速度は急激に増大してピークに達し、以後Ｈ２
の流量が増加するとＳｉＣの成長速度が安定した状態で
減少することを表す。
Ｃの成長速度は急激に増大してピークに達し、以後Ｈ２
の流量が増加するとＳｉＣの成長速度が安定した状態で
減少することを表す。
更に、成長速度の温度による変化は第６図の線図に示さ
れ、同図において横軸に温度（１０” ／Ｔ（に−１）
〕をとり縦軸には成長速度を（μｍ／ｗｉｎ ）でとり
、活性化エネルギー（Ｅ）は２４ Ｋｃａｎ／ｌｔ＋ｏ
（ｌであった。同図から理解される如く成長速度と成長
温度との関係は９００〜１１００″Ｃの範囲内でほぼリ
ニアーであり、以上に示した事実はＳｉＣ膜の成長が９
００℃〜１１００℃の範囲で工業的規模で実現可能なこ
とを裏付けるものである。温度が９００℃より低い場合
にはＳｉＣ膜に白濁が認められ、表面が鏡面になったＳ
ｉＣ膜の成長ができ難いことが認められ、また１１００
℃より高い温度では常温に戻した後にＳｉＣ膜の剥離が
発生してデバイスの作成が不可能であることが判明し、
前記の温度範囲外で５ｉＣ１ｆｉの成長が実際的でない
ことがｆｌ認された。
れ、同図において横軸に温度（１０” ／Ｔ（に−１）
〕をとり縦軸には成長速度を（μｍ／ｗｉｎ ）でとり
、活性化エネルギー（Ｅ）は２４ Ｋｃａｎ／ｌｔ＋ｏ
（ｌであった。同図から理解される如く成長速度と成長
温度との関係は９００〜１１００″Ｃの範囲内でほぼリ
ニアーであり、以上に示した事実はＳｉＣ膜の成長が９
００℃〜１１００℃の範囲で工業的規模で実現可能なこ
とを裏付けるものである。温度が９００℃より低い場合
にはＳｉＣ膜に白濁が認められ、表面が鏡面になったＳ
ｉＣ膜の成長ができ難いことが認められ、また１１００
℃より高い温度では常温に戻した後にＳｉＣ膜の剥離が
発生してデバイスの作成が不可能であることが判明し、
前記の温度範囲外で５ｉＣ１ｆｉの成長が実際的でない
ことがｆｌ認された。
上記の如くに成長したβ−５ｉＣを本発明者がＸ線回折
によって評価した結果は第７図＋ａｌと山）のＸ線ロッ
キングカーブ（Ｘ −ｒａｙ ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒ
ｖｅ ）に示され、同図（Ｊｌ）はＳｉＣを（１００）
シリコン基板上に成長した場合を、また同図（ｂｌはβ
−５ｉＣを５ｉ（１１１）４°斜めに成長した場合を示
す。５ｉ（１００）においてはβ−５ｉＣ（１１１）が
現れ、成長膜には多結晶ＳｉＣが含まれることが理解さ
れるが、ＳｉＣ（１１１） ４°斜めにおいては単結
晶β−５ｉＣのみが成長したことが判明する。
によって評価した結果は第７図＋ａｌと山）のＸ線ロッ
キングカーブ（Ｘ −ｒａｙ ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒ
ｖｅ ）に示され、同図（Ｊｌ）はＳｉＣを（１００）
シリコン基板上に成長した場合を、また同図（ｂｌはβ
−５ｉＣを５ｉ（１１１）４°斜めに成長した場合を示
す。５ｉ（１００）においてはβ−５ｉＣ（１１１）が
現れ、成長膜には多結晶ＳｉＣが含まれることが理解さ
れるが、ＳｉＣ（１１１） ４°斜めにおいては単結
晶β−５ｉＣのみが成長したことが判明する。
第８図はキャリア濃度（ｃｍ−３）とホール移動度（ｃ
ｍ２／Ｖ、ｓ）の関係を示す線図で、線Ａ、ＢおよびＣ
は試料がそれぞれ１０００°Ｃ，１１００℃および１１
５０でアニールされたものである場合の結果を示す。キ
ャリア濃度が大になるにつれてホール移動度は減少する
が、その理由は、イオン化された不純物がキャリアを散
乱するからである。１１００℃でアニールされた試料（
ＳｉＣ膜）の移動度は単結晶シリコンの移動度にほぼ等
しいこと、また１１５０℃でア′ニールされた試料の移
動度は単結晶シリコンの移動度よりも大であることを示
す。
ｍ２／Ｖ、ｓ）の関係を示す線図で、線Ａ、ＢおよびＣ
は試料がそれぞれ１０００°Ｃ，１１００℃および１１
５０でアニールされたものである場合の結果を示す。キ
ャリア濃度が大になるにつれてホール移動度は減少する
が、その理由は、イオン化された不純物がキャリアを散
乱するからである。１１００℃でアニールされた試料（
ＳｉＣ膜）の移動度は単結晶シリコンの移動度にほぼ等
しいこと、また１１５０℃でア′ニールされた試料の移
動度は単結晶シリコンの移動度よりも大であることを示
す。
ガスの流速は５０ｃｍ／ ｓｅｃ以上に設定した。その
理由は、ガス流速を例えば１０ｃｍ／ ｓｅｃ程度に小
にしたところウェハの上方部分にガスの停滞層が作られ
、そうなると過度の分圧で発生した５ｉＣ２２が不規則
に成長核を発生させ、そこにＳｉＣの成長に寄与する分
子種５ｉＨＣ１！ ３ 、５ｉＣｆ！ ４ 、 Ｓｔ鄭
２ 、 Ｓｉｌ＋１等が集まって、ウェハ上に均一にで
はなく不規則にＳｔとＣの核成長が進行し不均一な結晶
方位と膜厚のＳｉＣが作られることが認められた。実験
においてガス流速を５０ｃｍ／ ｓｅｃから４００ｃｍ
／ ｓｅｃの範囲にしたところ、ＳｉＣ膜の成長が可能
であることが確かめられた。
理由は、ガス流速を例えば１０ｃｍ／ ｓｅｃ程度に小
にしたところウェハの上方部分にガスの停滞層が作られ
、そうなると過度の分圧で発生した５ｉＣ２２が不規則
に成長核を発生させ、そこにＳｉＣの成長に寄与する分
子種５ｉＨＣ１！ ３ 、５ｉＣｆ！ ４ 、 Ｓｔ鄭
２ 、 Ｓｉｌ＋１等が集まって、ウェハ上に均一にで
はなく不規則にＳｔとＣの核成長が進行し不均一な結晶
方位と膜厚のＳｉＣが作られることが認められた。実験
においてガス流速を５０ｃｍ／ ｓｅｃから４００ｃｍ
／ ｓｅｃの範囲にしたところ、ＳｉＣ膜の成長が可能
であることが確かめられた。
更に、β−５ｉＣ／Ｓｔ界面の断面ＴＥＭ像を調べたと
ころ、（１１１） ＳｉＣ格子の配列が横に並んで配列
されていることが観察され、単結晶Ｓｉの上にＳｉＣ力
へテロエピタキシャル成長したことが確認された。
ころ、（１１１） ＳｉＣ格子の配列が横に並んで配列
されていることが観察され、単結晶Ｓｉの上にＳｉＣ力
へテロエピタキシャル成長したことが確認された。
本発明によって成長したＳｉＣの諸特性は次の表ＩにＳ
ｉ＋ ＧａＡｓと比較して示される。
ｉ＋ ＧａＡｓと比較して示される。
表 ！ 電気特性
特 性 Ｓｉ ＧａＡｓ
ＳｉＣ″’ｖ／Ｉ（ｃｎ＋／ｓ ） Ｉ Ｘｌ
０７２ Ｘｌ０７２ Ｘｌ０７Ｅｃ（Ｖ／ａｍ）
２Ｘ１０５３Ｘ１０５５Ｘ１０６ε １
２ １１ ９．７λ （Ｗ／ｃｍ”ｃ
） １．５ ０．５ ５．ＯＺｊ （
Ｖ２／５ｅｃ２） ３．２ ＸＩＯ” １．９ ＸＩ
Ｏ” ８ ｘｔｏ’（Ｗ／ｓｅｃ ’Ｃ） ６．７
Ｘｌ０７３．２ ｘｉｏ７３．ｌＸ１０”ただし、 ’ｆｓは飽和電子密度、 Ｅｃは破壊電界強度、 εは誘電率、 λは熱伝導率、 Ｚｊは高周波大電力指標、 Ｚｋは小型化指標、 である。
ＳｉＣ″’ｖ／Ｉ（ｃｎ＋／ｓ ） Ｉ Ｘｌ
０７２ Ｘｌ０７２ Ｘｌ０７Ｅｃ（Ｖ／ａｍ）
２Ｘ１０５３Ｘ１０５５Ｘ１０６ε １
２ １１ ９．７λ （Ｗ／ｃｍ”ｃ
） １．５ ０．５ ５．ＯＺｊ （
Ｖ２／５ｅｃ２） ３．２ ＸＩＯ” １．９ ＸＩ
Ｏ” ８ ｘｔｏ’（Ｗ／ｓｅｃ ’Ｃ） ６．７
Ｘｌ０７３．２ ｘｉｏ７３．ｌＸ１０”ただし、 ’ｆｓは飽和電子密度、 Ｅｃは破壊電界強度、 εは誘電率、 λは熱伝導率、 Ｚｊは高周波大電力指標、 Ｚｋは小型化指標、 である。
なかんずく、上記の表からＧａＡｓに比べてＳｉＣの高
周波大電力指標は３桁、小型化指標は１桁大であること
が理解される。
周波大電力指標は３桁、小型化指標は１桁大であること
が理解される。
以上述べてきたように本発明によれば、電気的諸特性に
優れたβ−５ｉＣの単結晶膜がシリコン基板上に１００
０℃前後の温度で成膜可能となり、大電力ダイオード、
大電力バイポーラトランジスタ、高速バイポーラトラン
ジスタへの応用が可能となる。
優れたβ−５ｉＣの単結晶膜がシリコン基板上に１００
０℃前後の温度で成膜可能となり、大電力ダイオード、
大電力バイポーラトランジスタ、高速バイポーラトラン
ジスタへの応用が可能となる。
第１図は本発明実施例であるＳｉＣ膜成長装置の配置図
、 第２図は５ｉｃｌｌＱ成長温度のプログラムを示す線図
、 第３図はＳｉＣ膜厚の成長時間による変化を示す線図、 第４図はＳｉＣ膜厚のガス流量による変化を示す線図、 第５図はＳｉＣ膜成長速度のＨ２流量による変化を示す
線図、 第６図はＳｉＣ膜成長速度の温度による変化を示す線図
、 第７図は５ｉＣ１ｉのＸ線ロッキングカーブの図、第８
図はＡｓ＋をイオン注入したＳｉＣのキャリア濃度とホ
ール移動度の関係を示す線図である。 第１図において、 １１は石英管、 １２はコイル、 １３はオフシレータ、 １４はマス・フロー・コントローラ、 １５は気化コントローラ、 １６はブースタ・ポンプ、 １７はロータリ・ポンプ、 ２１はウェハ、 ２２はカーボンサセプタである。 ＳｉＣ謄に長）ｌ！置丙配Ｉ閃 第１図 ＳｉＣ腰八゛へ逼度め７°ロ２゛フヘ 第２図 ５ｉＣＩ］ＬｔのＡ’ａ時７ｊ’ｌ＋＝よ３１（乙第３
図 ＳｉＣ膜１めがス庚−ｔ１≧よ１斐イしくへ′長時Ｐ４
＝５分）第４図 ＳｉＣ八゛へ達、崖のＨ２鍔を量１コよ３受イ乙：Ｌ
ｔ（ａ（−） ＳｉＣＡ’Ｊｋ１ノ艷ｎ逼ノ賢めづＩイ乙第６図
、 第２図は５ｉｃｌｌＱ成長温度のプログラムを示す線図
、 第３図はＳｉＣ膜厚の成長時間による変化を示す線図、 第４図はＳｉＣ膜厚のガス流量による変化を示す線図、 第５図はＳｉＣ膜成長速度のＨ２流量による変化を示す
線図、 第６図はＳｉＣ膜成長速度の温度による変化を示す線図
、 第７図は５ｉＣ１ｉのＸ線ロッキングカーブの図、第８
図はＡｓ＋をイオン注入したＳｉＣのキャリア濃度とホ
ール移動度の関係を示す線図である。 第１図において、 １１は石英管、 １２はコイル、 １３はオフシレータ、 １４はマス・フロー・コントローラ、 １５は気化コントローラ、 １６はブースタ・ポンプ、 １７はロータリ・ポンプ、 ２１はウェハ、 ２２はカーボンサセプタである。 ＳｉＣ謄に長）ｌ！置丙配Ｉ閃 第１図 ＳｉＣ腰八゛へ逼度め７°ロ２゛フヘ 第２図 ５ｉＣＩ］ＬｔのＡ’ａ時７ｊ’ｌ＋＝よ３１（乙第３
図 ＳｉＣ膜１めがス庚−ｔ１≧よ１斐イしくへ′長時Ｐ４
＝５分）第４図 ＳｉＣ八゛へ達、崖のＨ２鍔を量１コよ３受イ乙：Ｌ
ｔ（ａ（−） ＳｉＣＡ’Ｊｋ１ノ艷ｎ逼ノ賢めづＩイ乙第６図
Claims (2)
- （１）加熱された反応炉（１１）内にシリコン基板（２
１）を配置し、反応炉内にトリクロロシランガス、プロ
パンガス、水素ガスを供給する一方で反応炉から排気し
、シリコン基板（２１）上にシリコンカーバイド（Ｓｉ
Ｃ）を堆積する半導体装置の製造方法。 - （２）トリクロロシランガス、プロパンガスおよび水素
ガスを用い減圧気相成長によりシリコン基板（２１）上
にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）膜を成長するにおいて
、 Ｃ＿３Ｈ＿８／ＳｉＨＣｌ＿３の流量比を０．０１〜０
．５の範囲内に、ガスの流速を５０ｃｍ／ｓｅｃ以上の
速度に、また成長温度を９００〜１１００℃に設定し、 前記シリコン基板上にシリコン（Ｓｉ）とカーボン（Ｃ
）とを１対１の比率で堆積することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167823A JP2739469B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ＳｉＣ膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61167823A JP2739469B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ＳｉＣ膜の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325914A true JPS6325914A (ja) | 1988-02-03 |
| JP2739469B2 JP2739469B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=15856754
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61167823A Expired - Fee Related JP2739469B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | ＳｉＣ膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2739469B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7910494B2 (en) * | 2006-03-29 | 2011-03-22 | Tokyo Electron Limited | Thermal processing furnace, gas delivery system therefor, and methods for delivering a process gas thereto |
| WO2015005064A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153727A (en) * | 1981-04-15 | 1981-11-27 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS62155512A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Fujitsu Ltd | β−Ｓｉｃのエピタキシヤル成長方法 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61167823A patent/JP2739469B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153727A (en) * | 1981-04-15 | 1981-11-27 | Shunpei Yamazaki | Manufacture of semiconductor device |
| JPS62155512A (ja) * | 1985-12-27 | 1987-07-10 | Fujitsu Ltd | β−Ｓｉｃのエピタキシヤル成長方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7910494B2 (en) * | 2006-03-29 | 2011-03-22 | Tokyo Electron Limited | Thermal processing furnace, gas delivery system therefor, and methods for delivering a process gas thereto |
| WO2015005064A1 (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-15 | 富士電機株式会社 | 炭化珪素半導体装置の製造方法および炭化珪素半導体装置 |
| US9418840B2 (en) | 2013-07-09 | 2016-08-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Silicon carbide semiconductor device manufacturing method and silicon carbide semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2739469B2 (ja) | 1998-04-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |