KR20180072545A - 기상 성장 방법 - Google Patents

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KR20180072545A
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히데시 다카하시
기요타카 미야노
마사유키 츠쿠이
하지메 나고
야스시 이예치카
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

실시 형태의 기상 성장 방법은, 기판 상에 기판과 다른 조성의 막을 형성하는 기상 성장 방법이며, 1매의 기판을 자전시켜서 제1 온도로 가열하고, 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급하고, 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성한다.

Description

기상 성장 방법{VAPOR DEPOSITION METHOD}
본 발명은 대면적의 기판 상에 탄화규소 박막을 형성하는 기상 성장 방법에 관한 것이다.
탄화규소(이하, SiC로도 표기한다)는 고내열성, 고경도, 질화갈륨(이하, GaN으로도 표기한다)계 반도체와의 격자 상수차가 작고, 와이드 밴드 갭 반도체인 등의 특징 때문에, 그 박막의 공업상의 이용 가치가 높다. 예를 들어 고온에 견딜 수 있는, 고강도의 보호막, GaN계 반도체를 성장할 때의 기판과의 버퍼층, 광의 높은 투과성을 이용한 광학 기기의 창재로서 이용하는 것 등이 검토되고 있다.
탄화규소막을 공업적으로 이용하기 위해서는, 결함이 적고 막 두께 균일성이 높은 대면적의 박막을 형성할 것이 요구된다. 일본특허공개 공보 2004-103671호에는, 실리콘 기판 상에 고품질의 탄화규소막을 형성하는 방법이 기재되어 있다.
본 발명은 대면적의 기판 상에 결함이 적고 막 두께 균일성이 높은 대면적의 탄화규소 박막을 형성할 수 있는 기상 성장 방법을 제공한다.
본 발명의 일 형태의 기상 성장 방법은, 기판 상에 상기 기판과 다른 조성의 막을 형성하는 기상 성장 방법이며, 1매의 상기 기판을 자전시켜서 제1 온도로 가열하고, 상기 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급하고, 상기 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성한다.
본 발명의 다른 일 형태의 기상 성장 방법은, 매엽형의 기상 성장 장치의 반응실에 기판을 반입하고, 상기 반응실 내에 설치되고, 외주부에서 지지되는 홀더 상에 상기 기판을 적재하고, 상기 기판을 자전시켜서, 상기 기판을 제1 온도로 가열하고, 상기 기판의 표면과 대략 평행하게 대향하고 상기 반응실의 상부에 설치된 샤워 플레이트로부터, 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급해서 상기 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성한다.
도 1은 실시 형태의 기상 성장 장치의 모식 단면도이다.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 실시 형태의 기상 성장 방법의 설명도이다.
도 3은 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막을 사용한 펠리클의 예를 나타내는 도면이다.
도 4a, 도 4b는 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막의 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 5a, 도 5b는 실시예 1의 SiC막의 평가 결과를 도시하는 도면이다.
도 6a, 도 6b는 실시예 2의 SiC막의 평가 결과를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 명세서 중, 동일 또는 유사한 부재에 대해서, 동일한 부호를 붙이는 경우가 있다.
본 명세서 중, 기상 성장 장치가 성막 가능하게 설치된 상태에서의 중력 방향을 「하」라고 정의하고, 그 반대 방향을 「상」이라 정의한다. 따라서, 「하부」란 기준에 대하여 중력 방향의 위치, 「하방」이란 기준에 대하여 중력 방향을 의미한다. 그리고, 「상부」란 기준에 대하여 중력 방향과 반대 방향의 위치, 「상방」이란 기준에 대하여 중력 방향과 반대 방향을 의미한다. 또한, 「세로 방향」이란 중력 방향이다.
또한, 본 명세서 중, 「프로세스 가스」란, 기판 상으로의 성막을 위해서 사용되는 가스의 총칭이며, 예를 들어 원료 가스, 캐리어 가스, 희석 가스 등을 포함하는 개념이라 한다.
실시 형태의 기상 성장 방법은, 기판 상에 기판과 다른 조성의 막을 형성하는 기상 성장 방법이며, 1매의 기판을 자전시켜서 제1 온도로 가열하고, 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급하고, 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성한다.
또한, 실시 형태의 기상 성장 방법은, 매엽형의 기상 성장 장치의 반응실에 기판을 반입하고, 반응실 내에 설치되고, 외주부에서 지지되는 홀더 상에 기판을 적재하고, 기판을 자전시켜서, 기판을 제1 온도로 가열하고, 기판의 표면과 대략 평행하게 대향하여 반응실의 상부에 설치된 샤워 플레이트로부터, 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급해서 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성한다.
또한, 실시 형태의 기상 성장 방법은, 기판을 제1 온도로 가열하기 전에, 자전하는 기판을 제2 온도로 가열하고, 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 프로세스 가스를 공급하는 표면 처리를 행한다.
도 1은 실시 형태의 기상 성장 방법에 사용되는 기상 성장 장치의 모식 단면도이다. 실시 형태의 기상 성장 장치는, 매엽형의 기상 성장 장치이다.
실시 형태의 기상 성장 장치는 반응실(10)을 구비하고 있다. 반응실(10)은 가스 공급구(12), 환상 홀더(14), 회전체 유닛(16), 회전축(18), 회전 구동 기구(20), 샤워 플레이트(22), 인 히터(24), 아웃 히터(26), 리플렉터(28), 지지 기둥(34), 고정대(36), 고정축(38), 가스 배출구(40)를 구비하고 있다.
반응실(10)은, 예를 들어 스테인리스제로 원통 형상의 벽면(17)을 구비한다. 가스 공급구(12)는 반응실(10)의 최상부에 설치된다.
가스 공급구(12)는 반응실(10)에 프로세스 가스(11)를 공급한다. 예를 들어, 가스 공급구(12)로부터 탄화규소(SiC)의 원료 가스를 포함하는 프로세스 가스(11)가 공급된다.
프로세스 가스(11)는, 예를 들어 실리콘(Si) 및 탄소(C)를 포함하는 가스이다. 실리콘(Si) 및 탄소(C)를 포함하는 가스는, SiC의 원료 가스이다. 또한, 예를 들어 프로세스 가스(11)는 염소(Cl)를 포함한다.
프로세스 가스(11)는, 예를 들어 유기 규소 가스와 염화수소(HCl)의 혼합 가스이다. 이 경우, 유기 규소 가스가 SiC의 원료 가스가 된다. 유기 규소 가스는, 예를 들어 모노메틸실란(CH3SiH3)이다.
프로세스 가스(11)에는, 예를 들어 SiC의 원료 가스로서 실란계 가스와 탄화수소계 가스의 혼합 가스를 사용하는 것도 가능하다. 실란계 가스는, 예를 들어 실란(SiH4), 디실란(Si2H6)이다. 탄화수소계 가스는, 예를 들어 프로판(C3H8)이다.
프로세스 가스(11)에는, 예를 들어 염소를 포함하는 실란계 가스와 탄화규소계 가스의 혼합 가스를 사용하는 것도 가능하다. 염소를 포함하는 실란계 가스는, 예를 들어 트리클로로실란(SiHCl3), 디클로로실란(SiH2Cl2), 트리클로로메틸실란(CH3SiCl3), 사염화규소(SiCl4)이다.
프로세스 가스(11)에는, 캐리어 가스가 포함되어도 상관없다. 캐리어 가스는, 예를 들어 수소(H), 헬륨(He), 아르곤(Ar)이다. 또한, 프로세스 가스(11)에는 염소는 반드시 포함되지 않아도 된다.
샤워 플레이트(22)는 반응실(10)의 상부에 설치된다. 샤워 플레이트(22)에는, 복수의 가스 분출 구멍이 설치된다. 가스 공급구(12)로부터 공급되는 프로세스 가스(11)가, 복수의 가스 분출 구멍으로부터 반응실(10) 내로 분출된다. 샤워 플레이트는 내부에 냉매의 유로를 설치하여, 냉매에 의해 온도를 일정하게 유지해도 된다.
환상 홀더(14)는 반응실(10)의 내부에 설치된다. 환상 홀더(14)는 홀더의 일례이다. 환상 홀더(14)에는 기판의 일례인 웨이퍼(W)가 적재 가능하다. 환상 홀더(14)에는, 중심부에 개구부가 설치된다. 환상 홀더(14)의 외경(도 1 중의 d)은, 예를 들어 40㎝ 이하이다.
샤워 플레이트(22)는, 환상 홀더(14)에 적재되는 실리콘 웨이퍼(W)의 표면과 대략 평행하게 대향한다. 웨이퍼(W)의 표면과 샤워 플레이트(22) 사이의 거리(도 1 중의 H)는, 예를 들어 3㎝ 이상 20㎝ 이하이다.
환상 홀더(14)는, 예를 들어 탄화규소(SiC), 탄화탄탈(TaC), 질화붕소(BN), 파이롤리틱 그래파이트(PG) 등의 세라믹스, 또는 카본을 기재로 해서 형성된다. 환상 홀더(14)는, 예를 들어 SiC, BN, TaC, 또는 PG 등을 코팅한 카본을 사용할 수 있다.
환상 홀더(14)는 회전체 유닛(16)의 상부에 고정된다. 환상 홀더(14)는 회전체 유닛(16)에 의해 외주부에서 지지된다. 회전체 유닛(16)은 회전축(18)에 고정된다. 환상 홀더(14)는 간접적으로 회전축(18)에 고정된다.
회전축(18)은 회전 구동 기구(20)에 의해 회전 가능하다. 회전 구동 기구(20)에 의해, 회전축(18)을 회전시킴으로써 환상 홀더(14)를 회전시키는 것이 가능하다. 환상 홀더(14)를 회전시킴으로써, 환상 홀더(14)에 적재된 실리콘 웨이퍼(W)를 회전시키는 것이 가능하다.
예를 들어, 웨이퍼(W)를 50rpm 이상 3000rpm 이하의 회전수로 회전시킨다. 회전 구동 기구(20)는, 예를 들어 모터와 베어링으로 구성된다.
인 히터(24)와 아웃 히터(26)는 환상 홀더(14)의 하방에 설치된다. 인 히터(24)와 아웃 히터(26)는 회전체 유닛(16) 내에 설치된다. 아웃 히터(26)는 인 히터(24)와 환상 홀더(14) 사이에 설치된다.
인 히터(24)와 아웃 히터(26)는 환상 홀더(14)에 보유 지지된 웨이퍼(W)를 가열한다. 인 히터(24)는 웨이퍼(W)의 적어도 중심부를 가열한다. 아웃 히터(26)는 실리콘 웨이퍼(W)의 외주 영역을 가열한다. 인 히터(24)는, 예를 들어 원판 형상이다. 아웃 히터(26)는, 예를 들어 환상이다.
도 1에 도시하는 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)는 도시하지 않은 외부로부터의 통전에 의해 가열시켜서, 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)에 사용할 수 있는 재질로서는, 예를 들어 텅스텐, 레늄, 몰리브덴 등의 고융점 금속, 그래파이트, SiC 등 전도성을 갖는 세라믹스를 들 수 있다. 이들 세라믹스 재료를 사용하는 경우, 적절히 히터의 표면을 BN, SiC, 파이롤리틱 그래파이트, SiC 등의 재료로 코팅해도 된다.
리플렉터(28)는 인 히터(24)와 아웃 히터(26)의 하방에 설치된다. 리플렉터(28)와 환상 홀더(14) 사이에, 인 히터(24)와 아웃 히터(26)가 설치된다.
리플렉터(28)는, 인 히터(24)와 아웃 히터(26)로부터 하방으로 방사되는 열을 반사하여, 웨이퍼(W)의 가열 효율을 향상시킨다. 또한, 리플렉터(28)는, 리플렉터(28)보다 하방의 부재가 가열되는 것을 방지한다. 리플렉터(28)는, 예를 들어 원판 형상이다.
리플렉터(28)는, 내열성이 높은 재료로 형성된다. 리플렉터(28)는, 예를 들어 1100℃ 이상의 온도에 대한 내열성을 갖는다.
리플렉터(28)는, 예를 들어 SiC, TaC, 카본, BN, PG 등의 세라믹스, 또는 텅스텐 등의 금속을 기재로 해서 형성된다. 리플렉터(28)에 세라믹스를 사용하는 경우, 소결체나 기상 성장에 의해 제작한 기재를 사용할 수 있다. 리플렉터(28)는 또한, 카본의 기재 등에, SiC, TaC, BN, PG, 유리 형상 카본 등의 세라믹스를 코트한 것을 사용해도 된다.
리플렉터(28)는, 예를 들어 복수의 지지 기둥(34)에 의해, 고정대(36)에 고정된다. 고정대(36)는, 예를 들어 고정축(38)에 의해 지지된다.
도 1의 예에서는, 웨이퍼(W)는 히터의 작용에 의해 가열되지만, 웨이퍼(W)를 가열하는 수단으로서는 유도 가열, 램프 가열 등을 이용할 수도 있다. 그 경우, 적절히 도 1에 도시하는 구성과 다른 구성을 취해도 된다.
회전체 유닛(16) 내에는, 웨이퍼(W)를 환상 홀더(14)로부터 탈착시키기 위해서, 밀어올림 핀(도시하지 않음)이 설치된다. 밀어올림 핀은, 예를 들어 리플렉터(28) 및 인 히터(24)를 관통한다.
가스 배출구(40)는 반응실(10)의 저부에 설치된다. 가스 배출구(40)는, 웨이퍼(W) 표면에서 프로세스 가스(11)가 반응한 후의 잉여의 프로세스 가스(11)를 반응실(10)의 외부로 배출한다.
또한, 반응실(10)의 벽면(17)에는, 도시하지 않은 웨이퍼 출입구 및 게이트 밸브가 설치되어 있다. 웨이퍼 출입구 및 게이트 밸브에 의해, 웨이퍼(W)를 반응실(10) 내에 반입하거나, 반응실(10) 밖으로 반출하거나 하는 것이 가능하다.
이어서, 실시 형태의 기상 성장 방법에 대해서 설명한다. 실시 형태의 기상 성장 방법은, 도 1에 도시하는 에피택셜 성장 장치를 사용한다. 도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 실시 형태의 기상 성장 방법의 설명도이다.
탄화규소(SiC)를 성막하는 기판은, 비교적 대면적에서의 평탄성이 우수하고, 성막 프로세스에서 불순물을 방출하지 않는 고순도의 재질로 제작된 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 실리콘 등의 반도체 재료, 그래파이트, 석영, 사파이어, 운모 등의 세라믹스 재료, 텅스텐 등의 고융점 금속 재료를 사용할 수 있다. 또한 이들 재료로 제작된 기재 상에 다른 재료를 코트한 것을 사용해도 된다. 코트하는 재료로서는, 상기 반도체 재료, 세라믹스 재료, 금속 재료 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, 실리콘, 게르마늄 등의 반도체 재료, 산화 실리콘, 산화 알루미늄 등의 산화물 재료, 그래파이트, 그래핀, 파이롤리틱 그래파이트 등의 탄소 재료, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 질화 실리콘 등의 질화물 재료, 텅스텐, 몰리브덴, 금 등의 금속 재료 등을 들 수 있다. 또한, 코트하는 층은 1층이어도 되고, 2층 이상으로의 적층막이어도 된다. 2층 이상의 막이 적층된 예로서는 실리콘 기판 상에 산화 실리콘층, 표면 실리콘층이 형성된 SOI 기판 등을 들 수 있다.
또한, 특히 그래파이트, 그래핀 등의 층상 화합물은 그 위에 적층하는 층과의 화학 결합이 약하여, SiC막의 성막 중에 SiC막에 응력이 가해지기 어려워지는 경우가 있어, 기판 혹은 코팅 재료로서 적합하게 사용할 수 있다.
표면의 코트층은, 기판 상에 도 1에 도시한 반응로 내에서 형성한 후, 반응로로부터 취출하지 않고 SiC의 성막 프로세스를 행할 수 있다. 또한, 미리 코트된 웨이퍼(W)를 사용할 수도 있다.
또한, 실리콘을 기판으로서 사용하는 경우, 프로판 등의 탄화수소 가스와 고온에서 처리함으로써 표면을 탄화 처리해서 SiC의 박막을 설치할 수 있어, 코트층으로서 사용할 수 있다. 이러한 SiC의 박막은 그 후에 성장하는 SiC와의 버퍼층으로서 기능하여, 평탄성이나 막질을 향상시키는 경우가 있기 때문에, 적합하게 사용할 수 있다.
기판은 SiC의 성막 후, 강온할 때에 SiC와의 열팽창 계수의 차이로부터 SiC에 응력을 발생시키는 경우가 있다. 이러한 응력의 발생을 억제하기 위해서, 강성이 작은 기판을 적합하게 사용할 수 있는 경우가 있다. 또한 기존의 기판을 미리 레이저 빔이나 전자 빔을 조사해서 기판의 내부나 표면에 손상을 일으키게 해서 기판 전체로서의 강성을 낮추어서 사용해도 된다. 또한, 미리 기판을 볼록면 형상으로 변형시키거나, 볼록면 형상으로 깎아 내거나 한 것을 사용해도 된다.
상기 기판은, 단결정, 다결정 혹은 아몰퍼스의 재질로 할 수 있다.
이하, 웨이퍼(W)의 일례인 실리콘 웨이퍼(W) 상에 SiC 박막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 성막은, 기판의 표면 처리와 SiC의 성막의 2단계로 행하는 예에 대해서 설명한다.
처음에, 실리콘 웨이퍼(W)를, 준비한다(도 2a). 실리콘 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 일례이다. 실리콘 웨이퍼(W)는, 예를 들어 표면이 {111}면 또는 {001}면인 실리콘이다. 실리콘 웨이퍼(W)의 면 방위의 오차는 3도 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2도 이하이다. 또한, {111}면, {001}면의 표기는, 각각, (111)면, (001)면과 결정학적으로 등가인 면을 나타낸다. 실리콘 웨이퍼(W)의 두께는, 예를 들어 700㎛ 이상 1.2㎜ 이하이다. 실리콘 웨이퍼(W)의 직경은, 예를 들어 200㎜ 이상 300㎜ 이하이다.
이어서, 1매의 실리콘 웨이퍼(W)를, 반응실(10) 내에 반입한다. 이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를, 환상 홀더(14)의 기판 적재면에 적재한다. 이때, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22)는, 3㎝ 이상 이격되어 있다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전 구동 기구(20)에 의해 회전시키면서, 환상 홀더(14)의 하방에 설치된 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)에 의해 가열한다. 실리콘 웨이퍼(W)는 실리콘 웨이퍼(W)의 대략 중심을 통과하는 법선을 축으로 자전한다.
실리콘 웨이퍼(W)의 회전수는, 예를 들어 500rpm 이상 2000rpm 이하이다. 실리콘 웨이퍼(W)는, 예를 들어 1000℃ 이상 1200℃ 이하의 온도로 가열된다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에, 수소를 포함하는 가스를 공급해서 전처리를 행한다. 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에, 수소를 포함하는 가스를 공급함으로써, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면 산화막이 제거된다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전 구동 기구(20)에 의해 회전시키면서, 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)에 의해 표면 처리 온도(제2 온도)로 가열한다.
실리콘 웨이퍼(W)의 회전수는, 예를 들어 500rpm 이상 2000rpm 이하이다. 표면 처리 온도는, 예를 들어 600℃ 이상 1000℃ 이하이다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에, 실리콘 및 탄소를 포함하는 표면 처리 가스(제2 프로세스 가스)(11a)를 공급하여, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리하고, 피복층(50a)을 형성한다(도 2b). 표면 처리는, 예를 들어 탄화 처리이다.
피복층(50a)은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼(W)의 표면 실리콘과 표면 처리 가스(11a) 중의 탄소가 결합해서 형성되는 SiC이다. 표면 처리 가스(11a)는, 예를 들어 모노메틸실란이다. 피복층(50a)의 막 두께는, 예를 들어 0.1㎚ 이상 10㎚ 이하이다.
표면 처리 가스(11a)에는, 염소를 포함시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 표면 처리 가스(11a)를 모노메틸실란과 염화수소의 혼합 가스로 하는 것도 가능하다.
표면 처리 가스(11a)는, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 공급된다. 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 층류로서 공급된 표면 처리 가스(11a)는 회전하는 실리콘 웨이퍼(W)의 외주를 향해서 흐르고, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 얇은 농도 경계층을 형성한다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때의, 반응실(10) 내의 압력은, 예를 들어 1㎪ 이상 100㎪ 이하이다. 바꿔 말하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때의, 분위기의 압력은, 예를 들어 1㎪ 이상 100㎪ 이하이다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전 구동 기구(20)에 의해 회전시키면서, 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)에 의해 실리콘 웨이퍼(W)를 성막 온도(제1 온도)로 가열한다.
실리콘 웨이퍼(W)의 회전수는, 예를 들어 500rpm 이상 2000rpm 이하이다. 성막 온도는, 예를 들어 800℃ 이상 1200℃ 이하이다.
이어서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에, 실리콘, 탄소 및 염소를 포함하는 성막 가스(제1 프로세스 가스)(11b)를 공급하여, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에, SiC막(50)이 형성된다(도 2c). SiC막(50)은, 피복층(50a) 상에 형성된다. 성막 가스(11b)는, 예를 들어 모노메틸실란과 염화수소의 혼합 가스이다.
성막 가스(11b)는, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 공급된다. 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 층류로서 공급된 성막 가스(11b)는, 회전하는 실리콘 웨이퍼(W)의 외주를 향해서 흐르고, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 얇은 농도 경계층을 형성한다.
피복층(50a) 위에 SiC막(50)을 형성할 때의, 반응실(10) 내의 압력은, 예를 들어 1㎪ 이상 100㎪ 이하이다. 바꿔 말하면, 피복층(50a) 위에 SiC막(50)을 형성할 때의, 분위기의 압력은, 예를 들어 1㎪ 이상 100㎪ 이하이다.
SiC막(50)은, 예를 들어 3C-SiC이다. SiC막(50)은, 예를 들어 아몰퍼스막 또는 다결정막이다. SiC막(50)의 막 두께는, 예를 들어 10㎚ 이상 200㎚ 이하이다.
SiC막(50)을 형성한 후, 인 히터(24) 및 아웃 히터(26)에 의한 가열을 정지하고, 실리콘 웨이퍼(W)의 온도를 저하시킨다. 또한, 실리콘 웨이퍼(W)의 온도가 소정의 온도 이하가 된 후, 실리콘 웨이퍼(W)의 회전을 멈춘다. 그 후, SiC막(50)의 표면이 노출된 상태에서 실리콘 웨이퍼(W)를 반응실(10)로부터 반출한다(도 2d).
예를 들어, SiC막(50)의 표면이 노출된 상태에서 실리콘 웨이퍼(W)를 반응실(10)로부터 반출한 후, GaN계 반도체를 다른 반응실에서 SiC막(50) 위에 성장시킨다. 또한, 예를 들어 SiC막(50)의 표면이 노출된 상태에서 실리콘 웨이퍼(W)를 반응실(10)로부터 반출한 후, 실리콘 웨이퍼(W)를 대기 중에 노출시킨다. 혹은 SiC막(50) 위에 그대로 보호막이나 GaN계 반도체를 형성한 후, 실리콘 웨이퍼(W)를 반응실(10)로부터 반출해도 된다.
이상의 예는, 기판의 표면 처리와 SiC막(50)의 성막을 연속해서 행하는 것이지만, 표면 처리를 생략하고, SiC막(50)의 성막만을 행해도 된다. 또한, 표면 처리와 SiC막(50)의 성막을 조합해서 3단계 이상의 프로세스여도 된다.
이어서, 본 실시 형태의 기상 성장 방법의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
SiC막은 GaN계 반도체와 격자 상수가 비슷하기 때문에, 기판 상에 SiC막을 성막함으로써 기판과 GaN계 반도체의 버퍼층으로서 사용할 수 있다. SiC막과 기판 사이에 발생하는 응력은, 기판의 크랙, 균열, 휨의 원인으로 되기 때문에, 성막하는 SiC막은 충분히 얇은 막일 것이 요구된다. 한편, SiC 버퍼층 위에 성장하는 반도체층이 대면적에 걸쳐 결함이 없기 위해서는, SiC막도 핀 홀 등이 없을 것이 요구된다.
광학 기기의 창용 부재로서 사용하는 SiC막은, 광의 감쇠를 최소한으로 억제할 것이 요구된다. 이 때문에, 예를 들어 막 두께를 50㎚ 정도로 매우 얇게 할 것이 요구된다. 또한, 광의 투과율의 변동을 억제하기 위해서, 높은 막 두께 균일성 및 막질 균일성이 요구된다. 또한, 대구경의 창을 덮기 위해서, 예를 들어 직경 200㎜ 정도라고 하는 대면적이 요구된다. 또한, 핀 홀 등의 결함의 밀도가 적을 것이 요구된다.
본 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막의 광학 기기의 창재의 응용으로서는, 포토다이오드나 태양 전지의 창재, 포토마스크용 펠리클 부재 등을 들 수 있다. 도 3은 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막을 사용한 응용예로서 펠리클의 예를 나타내는 도면이다. SiC는 와이드 밴드 갭 반도체이기 때문에, 단파장 영역에서의 광의 투과성이 높고, 도 3에 도시하는 펠리클은 단파장 영역에서도 이용할 수 있다.
본 실시 형태에서 제작된 SiC막(50)은 구체적으로는 두께가 50㎚ 정도, 면적이 50㎜×50㎜ 정도인 형상이다. 즉, 두께와 가로 방향의 길이 비가 106 정도로도 된다. 이 비는 1㎜의 두께로 1㎞ 사방의 넓이의 막에 상당한다.
한편, 이와 같이 대면적의 기판 상에 균일한 SiC의 박막을 형성하기 위한 성막 장치에는, 이하와 같은 요청이 있다. 즉, 성막 장치에는, (1) 핀 홀이나 결함의 발생을 방지하기 위해서, 성막 장치의 내부에서 입자의 생성·부착이 충분히 억제되고 있는 구조일 것, (2) 최종적인 부재의 제작 종료 후에 SiC 박막에 금이 가거나 균열되거나 하는 것을 방지하기 위해서, 또한 광학적인 균일성을 달성하기 위해서 대면적의 기판 상에 균일한 막 두께의 성막이 가능할 것, (3) SiC 박막의 막질이 균일하기 때문에 성막 중의 기판 내에서의 성막 환경, 특히 온도의 균일성이 높을 것 등이 요구된다.
실시 형태의 기상 성장 방법에 따르면, 매엽형의 기상 성장 장치를 사용함으로써, 막 두께 균일성 및 막질 균일성이 높고, 결함 밀도가 낮은 대면적의 SiC 박막을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이하, 상세히 기술한다.
도 4a, 도 4b는 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막(50)의 평가 결과를 도시하는 도면이다. 도 4a, 도 4b에 나타낸 SiC막은 모두 실리콘 웨이퍼(W)를 표면 처리하지 않고 SiC막을 성막한 것이다.
도 4a는 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성되는 SiC막(50)의 막 두께 균일성을 도시하는 도면이다. 도 4a는 직경 200㎜의 웨이퍼의 직경 방향을 따른 막 두께의 측정 결과를 나타낸다. 측정은 엘립소미터로 행하고 있다.
도 4a에 의해, 웨이퍼 면 내의 평균 막 두께가 22.1㎚, 표준 편차가 0.37㎚로 매우 높은 막 두께 균일성이 실현되는 것을 알 수 있다.
도 4b는 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해 형성된 SiC막(50)의 SEM(Scanning Electron Microscope) 사진이다. SiC층의 막 두께는 약 100㎚이다. 도 4b에서 알 수 있듯이, 균일하여 핀 홀 등의 결함이 없고, 막질 균일성이 높은 SiC막(50)이 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
실시 형태의 기상 성장법에서는, 도 1에 도시하는 매엽형의 기상 성장 장치를 사용한다. 그리고, 중심부에 개구부가 설치된 환상 홀더(14)에 기판의 일례인 실리콘 웨이퍼(W)를 적재한다. 환상 홀더(14)는, 회전체 유닛(16)에 의해, 외주부에서 지지된다.
환상 홀더(14)의 중심에는 개구부가 설치되고, 실리콘 웨이퍼(W)의 이면에 근접하는 부재가 존재하지 않는다. 이 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)의 휨 등의 변형이 발생했다 하더라도, 그 변형이 실리콘 웨이퍼(W)의 온도 분포에 미치는 영향이 적다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(W) 면 내의 온도의 균일성이 높다.
또한, 환상 홀더(14)는 외주부에서 지지된다. 바꿔 말하면, 환상 홀더(14)를 중심으로 지지하는 센터 샤프트가 존재하지 않는다. 센터 샤프트가 존재하면, 센터 샤프트를 통한 열전도가 발생하여 실리콘 웨이퍼(W)의 표면의 온도의 균일성이 낮아질 우려가 있다. 따라서, 실시 형태의 기상 성장 방법에 따르면, 웨이퍼 면 내의 온도의 균일성이 높아진다.
실시 형태의 기상 성장 방법에 따르면, 실리콘 웨이퍼(W) 면 내의 온도의 균일성이 높음으로써, SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 높아진다.
또한, 실시 형태의 기상 성장 방법에서는, 매엽형의 기상 성장 장치를 사용한다. 그리고, 프로세스 가스(11)를 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 공급한다. 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 층류로서 공급된 프로세스 가스(11)는, 도 2b, 도 2c에 도시하는 바와 같이 회전하는 실리콘 웨이퍼(W)의 외주를 향해서 흐른다. 이로 인해, 실리콘 웨이퍼(W)의 에지의 영향으로 프로세스 가스(11)가 난류가 되어, 성막에 악영향을 주는 효과, 소위 에지 효과가 발생하기 어렵다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 높아진다.
또한, 실시 형태의 기상 성장 방법에서는, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면과 대략 평행하게 대향하는 샤워 플레이트(22)로부터 프로세스 가스(11)를 공급한다. 즉, 반응실(10) 내에서, 프로세스 가스(11)가 세로 방향으로 흐른다. 이로 인해, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대향하는 샤워 플레이트(22)의 표면에, 반응 생성물이 부착되기 어렵다.
또한, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22)는, 3㎝ 이상 이격되어 있다. 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22)의 간격이 넓기 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 도달한 프로세스 가스(11)가 다시 샤워 플레이트(22)측으로 되돌아가서, 샤워 플레이트(22)의 표면에, 반응 생성물이 부착되는 것이 억제된다. 바꿔 말하면, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22)의 간격이 넓기 때문에, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22) 사이에서 난류가 발생하기 어려워, 샤워 플레이트(22)의 표면에, 반응 생성물이 부착되는 것이 억제된다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 대향하는 샤워 플레이트(22)의 표면에, 반응 생성물이 부착되기 어려운 점에서, 샤워 플레이트(22)에 부착된 반응 생성물이, 실리콘 웨이퍼(W) 표면에 낙하하는 것에 기인하는 SiC막(50)의 결함이 발생하기 어렵다. 따라서, 결함 밀도가 낮은 SiC막(50)이 형성된다.
실시 형태의 매엽 장치와 같이 반응실(10)의 내부를 둘러싸는 벽면(17)이 냉각되어 있는 콜드월 타입의 경우에는, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22) 사이의 거리는 3㎝ 이상 20㎝ 이하인 것이 바람직하고, 5㎝ 이상 15㎝ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 하회하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 도달한 프로세스 가스(11)가 다시 샤워 플레이트(22)측으로 되돌아가서, 샤워 플레이트(22)의 표면에, 반응 생성물이 부착될 우려가 있다. 또한, 상기 범위를 상회하면, 반응실(10)의 내부에서 열대류가 발생하여, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 낮아질 우려가 있다.
또한, 반응실(10)의 내부를 둘러싸는 벽면(17)이 가열되어 있는 핫월 타입의 경우에는, 실리콘 웨이퍼(W) 표면과 샤워 플레이트(22) 사이의 거리는, 5㎝ 이상 60㎝ 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10㎝ 이상 50㎝ 이하이다.
환상 홀더(14)의 외경은, 40㎝ 이하인 것이 바람직하고, 35㎝ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 상회하면, 환상 홀더(14)의 회전에 수반하는 난류가 발생할 우려가 있다. 반응실(10)의 내부에서 난류가 발생하면, 반응실(10) 내부의 바람직하지 않은 개소에 반응 생성물이 부착되어 SiC막(50)의 결함 요인으로 되거나, 형성되는 SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 낮아지거나 할 우려가 있다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 SiC막(50)은 3C-SiC인 것이 바람직하다. 3C-SiC는 SiC의 다형 중에서, 비교적 저온 형성이 가능하기 때문에, SiC보다 융점이 낮은 실리콘 웨이퍼(W) 상으로의 형성이 용이하다.
혹은 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 SiC막(50)은, 아몰퍼스막 또는 다결정막인 것이 바람직하다. 아몰퍼스막 및 다결정막은, 단결정막과 비교해서 광학적 혹은 기계적 이방성이 작아진다. 따라서, 광을 투과시키는 광학용 부재에 대한 응용에 적합하다. 또한, 아몰퍼스막 혹은 다결정막은 단결정막과 비교해서 유연성이 향상되어 최종적인 부재에 가공할 때에 파손되기 어려워지는 경우가 있어서 바람직하다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 형성되는 SiC막(50)의 막 두께는, 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 것이 바람직하고, 30㎚ 이상 80㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 하회하면, SiC막의 강도가 부족할 우려가 있다. 또한, 상기 범위를 상회하면, 성막 후에 기판에 크랙, 균열, 휨 등이 발생하거나, 광학 기기의 창재로서 이용하는 경우에는 투과광의 감쇠가 지나치게 커지거나 할 우려가 있다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때, 및 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 SiC막(50)을 형성할 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 회전수는, 500rpm 이상 2000rpm 이하인 것이 바람직하고, 800rpm 이상 1800rpm 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 하회하면, 샤워 플레이트로부터의 가스류에 대류가 발생하거나, 층류로 되지 않는 등의, 혹은 프로세스 가스(11)의 이용 효율이 저하되거나 할 우려가 있다. 상기 범위를 상회하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 균일한 농도 경계층이 형성되지 않고, 피복층(50a), SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 낮아질 우려가 있다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 온도인 표면 처리 온도는, 600℃ 이상 1000℃ 이하인 것이 바람직하고, 700℃ 이상 900℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 하회하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면이 충분히 탄화되지 않을 우려가 있다. 상기 범위를 상회하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면 탄화가 너무 진행되어, 탄화 후에 형성되는 SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 낮아질 우려가 있다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 SiC막(50)을 형성할 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 온도인 성막 온도는 800℃ 이상 1200℃ 이하인 것이 바람직하고, 900℃ 이상 1100℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 하회하면, SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 낮아질 우려가 있다. 또한, 상기 범위를 상회하면, SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성이 열화되거나, 실리콘 웨이퍼(W)에 대미지를 주거나 할 우려가 있다.
실리콘 웨이퍼(W)의 표면 처리로서 탄화 처리할 때 및 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 SiC막(50)을 형성할 때의 반응실(10) 내의 압력은, SiC막(50)의 막 두께 균일성, 막질 균일성을 높게 하는 관점에서, 1㎪ 이상 100㎪ 이하인 것이 바람직하고, 10㎪ 이상 50㎪ 이하인 것이 보다 바람직하다.
이상, 실시 형태의 기상 성장 방법에 의하면, 대면적의 기판 상에 결함이 적고, 막 두께 균일성 및 막질 균일성이 높은 대면적의 SiC박막을 형성하는 것이 가능하다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다.
(실시예 1)
실시 형태의 기상 성장 방법을 사용하여, SiC막(50)을 표면이 (001)면으로 직경이 200㎜인 실리콘 웨이퍼(W) 상에 형성했다. 먼저, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전수 1500rpm으로 자전시켜서, 실리콘 웨이퍼(W)를 1100℃로 가열하고, 수소를 포함하는 가스를 공급하고, 압력 26.6㎪로 전처리를 행하였다. 이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전수 1500rpm으로 자전시켜서, 실리콘 웨이퍼(W)를 1000℃로 가열하여, 모노메틸실란을 공급하여, 압력 26.6㎪로 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리하여 피복층(50a)을 형성했다. 이어서, 실리콘 웨이퍼(W)를 회전수 1500rpm으로 자전시켜서, 실리콘 웨이퍼(W)를 1000℃로 가열하고, 압력 26.6㎪로 모노메틸실란과 염화수소를 공급하여, 피복층(50a)을 형성한 실리콘 웨이퍼(W)의 표면에 막 두께가 70㎚인 SiC막(50)을 형성했다.
도 5a, 도 5b는 실시예 1의 SiC막(50)의 평가 결과를 도시하는 도면이다. 도 5a는 형성된 SiC막(50)의 표면 AFM(Atomic Force Microscope)상이다. 도 5a는 3㎛×3㎛의 영역을 나타내고 있다. 표면의 요철 RMS(Root Mean Square)는 6.41㎚였다. 도 5b는 형성된 SiC막(50)의 SEM 사진이다.
(실시예 2)
실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 온도를 800℃로 하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 조건으로 SiC막(50)을 형성했다.
도 6a, 도 6b는 실시예 2의 SiC막(50)의 평가 결과를 도시하는 도면이다. 도 6a는 형성된 SiC막(50)의 표면 AFM상이다. 도 6a는 3㎛×3㎛의 영역을 나타내고 있다. 표면의 요철 RMS는 2.44㎚였다. 도 6b는 형성된 SiC막(50)의 SEM 사진이다.
실시예 1, 실시예 2의 결과로부터, 실시 형태의 기상 성장 방법에 의해, 기판 상에 결함이 적고, 막 두께 균일성 및 막질 균일성이 높은 대면적의 SiC막(50)을 형성할 수 있는 것이 명백해졌다. 특히, 실시예 2와 같이, 실리콘 웨이퍼(W)의 표면을 처리할 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 온도를 낮게 함으로써, 막 두께 균일성, 표면 평탄성이 향상하는 것이 명백해졌다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대해서 설명했다. 상기, 실시 형태 및 실시예는 어디까지나 예로서 들고 있을 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.
실시 형태에서는, 미리 혼합된 프로세스 가스(11)가 반응실(10)에 공급되는 경우를 예로 들어 설명했지만, 분리된 프로세스 가스가 반응실(10)에 공급되어, 샤워 플레이트(22)의 직전에서 혼합되는 구성이어도 상관없다. 또한, 샤워 플레이트(22)로부터 분출될 때까지 분리된 상태로 되는 구성이어도 상관없다.
또한, 웨이퍼(W)의 홀더로서 환상 홀더(14)를 예로 들어 설명했지만, 웨이퍼(W)의 홀더는 중앙부에 개구부를 갖지 않는 접시 형상의 서셉터여도 상관없다.
또한, 실시 형태에서는, 히터로서, 인 히터(24)와 아웃 히터(26)의 2종을 구비하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 히터는 1종만이어도 되고, 혹은 3종 이상 있어도 상관없다.
실시 형태에서는, 장치 구성이나 제조 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요해지는 장치 구성이나 제조 방법 등을 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 그 외, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계변경 할 수 있는 모든 기상 성장 방법은, 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는, 특허청구범위 및 그의 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.

Claims (20)

  1. 기판 상에 상기 기판과 다른 조성의 막을 형성하는 기상 성장 방법이며,
    1매의 상기 기판을 자전시켜서 제1 온도로 가열하고,
    상기 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급하고, 상기 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성하는, 기상 성장 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판을 상기 제1 온도로 가열하기 전에, 자전하는 상기 기판을 제2 온도로 가열하고,
    상기 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 프로세스 가스를 공급하는 표면 처리를 행하는, 기상 성장 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄화규소막은 아몰퍼스막 또는 다결정막인, 기상 성장 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 기판이 실리콘층을 포함하는, 기상 성장 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 탄화규소막이 3C-SiC를 포함하는, 기상 성장 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 온도는 1000℃ 이상 1200℃ 이하인, 기상 성장 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 제2 온도는 600℃ 이상 1000℃ 이하인, 기상 성장 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮은, 기상 성장 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 표면 처리에 의해 상기 기판을 탄화하는, 기상 성장 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 자전의 회전수는 500rpm 이상 2000rpm 이하인, 기상 성장 방법.
  11. 매엽형의 기상 성장 장치의 반응실에 기판을 반입하고,
    상기 반응실 내에 설치되고, 외주부에서 지지되는 홀더 상에 상기 기판을 적재하고,
    상기 기판을 자전시켜서,
    상기 기판을 제1 온도로 가열하고,
    상기 기판의 표면과 대략 평행하게 대향하여 상기 반응실의 상부에 설치된 샤워 플레이트로부터, 실리콘 및 탄소를 포함하는 제1 프로세스 가스를 공급해서 상기 기판의 표면에 막 두께가 10㎚ 이상 200㎚ 이하인 탄화규소막을 형성하는, 기상 성장 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 기판을 상기 제1 온도로 가열하기 전에, 자전하는 상기 기판을 제2 온도로 가열하고,
    상기 기판의 표면에 대하여 대략 수직인 방향의 층류로서 실리콘 및 탄소를 포함하는 제2 프로세스 가스를 공급하는 표면 처리를 행하는, 기상 성장 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 탄화규소막은 아몰퍼스막 또는 다결정막인, 기상 성장 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 기판이 실리콘층을 포함하는, 기상 성장 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 탄화규소막이 3C-SiC를 포함하는, 기상 성장 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 온도는 1000℃ 이상 1200℃ 이하인, 기상 성장 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제2 온도는 600℃ 이상 1000℃ 이하인, 기상 성장 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 낮은, 기상 성장 방법.
  19. 제12항에 있어서, 상기 표면 처리에 의해 상기 기판을 탄화하는, 기상 성장 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 자전의 회전수는 500rpm 이상 2000rpm 이하인, 기상 성장 방법.
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