WO2016098638A1 - ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置 - Google Patents

ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置 Download PDF

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sic
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啓介 深田
伊藤　雅彦
功穂 鎌田
秀一 土田
秀幸 上東
裕明 藤林
内藤　正美
一都 原
小澤　隆弘
青木　宏文
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昭和電工株式会社
一般財団法人電力中央研究所
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a SiC epitaxial wafer and a SiC epitaxial growth apparatus.
  • Silicon carbide has excellent physical properties such as a band gap of about 3 times, a breakdown electric field strength of about 10 times, and a thermal conductivity of about 3 times that of silicon (Si). SiC is expected to be applied to power devices, high-frequency devices, high-temperature operation devices, and the like. For this reason, SiC epitaxial wafers are beginning to be used for semiconductor devices.
  • the SiC epitaxial wafer is manufactured using a SiC single crystal substrate processed from a SiC bulk single crystal manufactured by a sublimation method or the like as a substrate for forming a SiC epitaxial film.
  • the SiC epitaxial wafer is obtained by growing a SiC epitaxial layer on a SiC single crystal substrate by a chemical vapor deposition (CVD) method.
  • the SiC epitaxial layer becomes an active region of the SiC semiconductor device.
  • the performance of SiC semiconductor devices varies depending on the state of the growing SiC epitaxial layer. There is a need to produce a SiC epitaxial layer that is homogeneous and has few defects.
  • Non-Patent Document 1 describes that HCl gas is introduced simultaneously with the source gas during SiC epitaxial growth.
  • Non-Patent Document 2 describes that trichlorosilane (SiHCl 3 ) is used as a source gas during SiC epitaxial growth.
  • SiHCl 3 trichlorosilane
  • Non-Patent Documents 1 and 2 when a gas composed of molecules containing Cl atoms in the molecule (hereinafter referred to as “Cl-based gas”) is used during SiC epitaxial growth, Si nucleus growth in the gas phase is performed. It is described that it is possible to suppress the generation of Si droplets on the surface of the wafer.
  • the Cl-based gas include HCl gas and chlorosilane-based compounds.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 a SiC epitaxial wafer with few defects is manufactured using a Cl-based gas.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 also describe that the growth rate of SiC epitaxial growth can be increased by using a Cl-based gas.
  • Patent Document 1 describes using ammonia or the like as a dopant gas instead of nitrogen gas.
  • Nitrogen gas has a large nitrogen triple bond energy, and it is difficult to control the thermal decomposition process by thermal decomposition. Therefore, it is difficult to uniformly distribute the partial pressure of nitrogen on the substrate surface when supplying nitrogen gas as an active species contributing to doping on the substrate. Therefore, the uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial film can be increased by using ammonia or the like that does not have a triple bond.
  • Patent Document 1 describes that the uniformity of the carrier density can be further improved by decomposing ammonia or the like in advance in the preheating step.
  • Cl-based gas and N-based gas basic gases composed of molecules that contain N atoms in the molecule and do not have double bonds or triple bonds between N atoms, respectively. It was known that it could be used. However, although each examination has been performed at the laboratory level, the actual situation is that the use of each gas at the actual production site has not been studied.
  • Cl-based gas is not indispensable. Si nucleation in the vapor phase and Si droplets on the wafer surface can be prevented by reducing the deposition atmosphere without reducing the amount of Si raw material input. Therefore, in many cases, only silane (SiH 4 ) is sufficient without using a Cl-based gas.
  • silane SiH 4
  • in-plane temperature and gas partial pressure non-uniformity is not so great for epitaxial wafers of 4 inches or less. That is, an epitaxial wafer having a sufficiently satisfactory level of carrier uniformity can be obtained even when nitrogen gas is used as the dopant gas in an epitaxial wafer of 4 inches or less.
  • the dopant element incorporation efficiency into the SiC epitaxial wafer is not high, and it has not been studied to dare to use difficult N-type gas.
  • N-based gas and Cl-based gas there has been no study of using N-based gas and Cl-based gas at the same time, and the problem of using these gases simultaneously has not been recognized.
  • Non-Patent Document 1 describes the use of HCl gas, but there is no description or suggestion of adding a dopant gas.
  • Non-Patent Document 2 describes that trichlorosilane gas is used and nitrogen is used to dope carriers. However, since nitrogen has a triple bond and is stable, a solid product is not generated.
  • Patent Document 1 describes the use of N-based gas.
  • the gas used as the source gas is silane (SiH 4 ), and there is no description that the HCl gas is used simultaneously.
  • a chlorosilane compound such as trichlorosilane instead of the silane gas
  • FIG. 1 of Patent Document 1 two gases are mixed at the stage of piping.
  • the pipe is generally made of stainless steel and is not heated. Therefore, when these gases are mixed in the pipe, a solid product is generated and adheres to the pipe.
  • the attached solid product is peeled off and fly as particles on the SiC epitaxial wafer. Particles resulting from the solid product that has come in can be defects in the SiC epitaxial wafer.
  • particles resulting from a solid product adhering to the wafer surface inhibit the SiC step flow growth and generate triangular defects starting from the particles.
  • N-based gas and Cl-based gas used and the number of times of use, if a mixture of N-based gas and Cl-based gas is introduced, one surface defect of cm ⁇ 2 or more occurs. That is, from the description of Patent Document 1, it is clear that the problem that a solid product is formed and the problem that the solid product becomes a defect of the SiC epitaxial wafer cannot be reached.
  • SiC epitaxial wafer when N-based gas and Cl-based gas are used at the same time, a solid product is generated, and the problem that the solid product becomes a defect is the first time that the inventors have actually studied.
  • the SiC epitaxial wafer manufacturing method and SiC epitaxial growth apparatus capable of suppressing defects associated with solid products generated by simultaneously using N-based gas and Cl-based gas have not been proposed. It was the actual situation. Therefore, a SiC epitaxial wafer manufacturing method and a SiC epitaxial growth apparatus capable of suppressing defects associated with a solid product generated by mixing an N-based gas and a Cl-based gas have been strongly demanded.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a method for manufacturing an SiC epitaxial wafer and a SiC epitaxial growth apparatus capable of suppressing defects associated with a solid product generated by simultaneously using an N-based gas and a Cl-based gas.
  • the purpose is to provide.
  • the present invention provides the following means in order to solve the above problems.
  • a method for producing an SiC epitaxial wafer according to one aspect of the present invention includes a base composed of molecules containing N atoms in the molecule and having neither double bonds or triple bonds between N atoms.
  • An N-based gas and a Cl-based gas composed of molecules containing Cl atoms in the molecule are separately introduced into a reaction space for SiC epitaxial growth, and the N-based gas and the Cl-based gas are introduced.
  • Mixing is performed at a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product produced by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the temperature of the entire reaction space is set to be equal to or higher than a boiling point or a sublimation temperature of a solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas. Also good.
  • the pressure when mixing the N-based gas and the Cl-based gas may be 15 kPa or less, and 5 kPa or less. More preferably.
  • the N-based gas is methylamine (CH 5 N), dimethylamine (C 2 H 7 N), Selected from the group consisting of trimethylamine (C 3 H 9 N), aniline (C 6 H 7 N), ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), dimethylhydrazine (C 2 H 8 N 2 ), and other amines Any one of them may be used.
  • the Cl-based gas may be HCl or a chlorosilane-based compound.
  • a SiC epitaxial growth apparatus includes a furnace body that constitutes a growth space, a mounting table that is provided in the furnace body and on which a SiC wafer is placed, and a gas introduction that introduces gas into the furnace body A basic N-based gas composed of molecules containing N atoms in the molecule and having no double or triple bond between the N atoms. And an N-based gas introduction tube and a Cl-based gas introduction tube for introducing a Cl-based gas composed of molecules containing Cl atoms in the molecule, which are separated from each other. And a heating means capable of heating the inlet of the system gas introduction pipe to a boiling point or a sublimation temperature of a solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the temperature between the inlet of the gas introduction pipe and the mounting table is set to a solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the boiling point or sublimation temperature may be exceeded.
  • the distance between the inlet of the gas introduction pipe and the mounting table may be 200 to 2000 mm, More preferably, it is ⁇ 1000 mm.
  • gas introduction pipe may include a vertical furnace structure in which the gas introduction pipe is disposed on an upper part of the mounting table.
  • a method for producing an SiC epitaxial wafer according to an aspect of the present invention includes a basic N-system composed of molecules containing N atoms in the molecule and having neither double bonds or triple bonds between N atoms.
  • a gas and a Cl-based gas composed of molecules containing Cl atoms in the molecule are used. Since the N-based gas has neither double bonds or triple bonds, the energy in thermal decomposition is small, and the thermal decomposition process is easily controlled. Therefore, active species contributing to doping in the SiC epitaxial wafer can be uniformly distributed.
  • the Cl-based gas suppresses Si nucleus growth in the gas phase.
  • the Cl-based gas also suppresses the generation of Si droplets on the wafer surface.
  • an N-based gas and a Cl-based gas are separately introduced into a reaction space for SiC epitaxial growth, and the N-based gas and the Cl-based gas are introduced into the reaction space.
  • it mixes at the temperature more than the boiling point or sublimation temperature of a solid product. Therefore, the production of a solid product can be suppressed even in the reaction space.
  • the temperature of the entire reaction space may be equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • An SiC epitaxial growth apparatus includes a furnace body that constitutes a growth space, a mounting table that is provided in the furnace body and on which a SiC wafer is placed, and a gas introduction pipe that introduces gas into the furnace body.
  • the gas introduction pipe introduces a basic N-based gas composed of molecules containing N atoms in the molecule and having no double bonds or triple bonds between the N atoms.
  • a gas introduction pipe and a Cl-type gas introduction pipe for introducing a Cl-type gas composed of molecules containing Cl atoms in the molecule are separated from each other, and the N-type gas introduction pipe and the Cl-type gas introduction are provided.
  • a heating means capable of heating the inlet of the tube to a boiling point or a sublimation temperature of a solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the N-based gas and the Cl-based gas As described above, by using the N-based gas and the Cl-based gas, defects can be suppressed and the homogeneity of the epitaxial wafer can be improved.
  • the N-based gas and the Cl-based gas can be separately introduced into the furnace, and solids can be generated even in piping outside the reaction space for SiC epitaxial growth. The production of objects can be suppressed.
  • the inlet of the N-based gas inlet tube and the Cl-based gas inlet tube is heated in the furnace body by heating means that can heat the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the temperature of the inlet can be set to a temperature equal to or higher than the boiling point of the solid product or the sublimation temperature.
  • the solid product cannot exist as a solid, and a SiC epitaxial wafer with reduced defects associated with the solid product can be manufactured.
  • the distance between the introduction port of the gas introduction pipe and the mounting table may be 200 to 2000 mm. If the distance between the inlet of the gas inlet tube and the mounting table is large, the solid product can be vaporized before the generated solid product falls on the surface of the epitaxial wafer.
  • the distance between the introduction port of the gas introduction pipe and the mounting table is more preferably 300 to 1000 mm. If the distance is too large, it is necessary to increase the size of the heating source, which is not preferable from the viewpoint of apparatus cost and running cost. Furthermore, a vertical furnace body structure in which the gas introduction pipe is arranged on the upper part of the mounting table may be used. In the vertical furnace structure, the furnace body which is a reaction space becomes large. As the reaction space increases, the influence of radiation increases around the wafer, making it difficult to keep the temperature uniform. Therefore, the effect of the N-based gas that can be vaporized before reaching the periphery of the wafer becomes more remarkable.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an SiC chemical growth apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view of an SiC chemical vapor deposition apparatus when an inlet of a gas introduction pipe has a taper. For simplicity, the lower part of the furnace body is not shown.
  • 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an SiC chemical growth apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view of an SiC chemical vapor deposition apparatus when both the gas inlet tube and the outer tube inlet have a tapered shape.
  • FIG. For simplicity, the lower part of the furnace body is not shown.
  • 1 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an SiC chemical growth apparatus according to an embodiment of the present invention, in which a purge gas is supplied around a gas introduction pipe in a shower form through a film formation chamber.
  • It is a cross-sectional schematic diagram of a chemical vapor deposition apparatus.
  • the lower part of the furnace body is not shown.
  • It is a cross-sectional schematic diagram which illustrates typically the SiC chemical growth apparatus which concerns on 1 aspect of this invention.
  • the SiC epitaxial growth apparatus 100 includes a furnace body 10 that constitutes a growth space K, a mounting table 20 that is provided in the furnace body 10 and on which a SiC wafer W is placed, and into the furnace body 10. And a gas introduction pipe 30 for introducing gas.
  • the gas introduction tube 30 is an N-based gas introduction tube that introduces a basic N-based gas composed of molecules containing N atoms in the molecule and having no double or triple bond between N atoms.
  • FIG. 1 shows a vertical type chemical vapor deposition apparatus in which a growth substrate is arranged on the lower side, a source gas is supplied from the upper side, and the source gas is distributed from the upper side to the lower side for epitaxial growth.
  • the SiC chemical vapor deposition apparatus according to one aspect of the present invention is not limited to a vertical chemical vapor deposition apparatus, but may be a horizontal chemical vapor deposition apparatus.
  • the SiC chemical vapor deposition apparatus 100 is an apparatus for manufacturing a SiC epitaxial wafer.
  • the source gas supplied from the gas introduction pipe 30 of the SiC chemical vapor deposition apparatus 100 reacts on the SiC wafer W mounted on the mounting table 20 to form an SiC epitaxial film on the SiC wafer W. Through such a reaction, a SiC epitaxial wafer in which a SiC epitaxial film is formed on the SiC wafer W can be manufactured.
  • As the source gas Si-based gas and C-based gas are used.
  • Si-based gas for example, silane (SiH 4 ) can be used as the silane-based gas.
  • a chlorine-based Si material-containing gas (chloride-based material) containing Cl having an etching action such as SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , or SiCl 4 can also be used.
  • C-based gas for example, propane (C 3 H 8 ) or the like can be used.
  • the gas supply pipe 30 can also introduce a gas other than these source gases.
  • gases other than the source gas there are a plurality of gases as follows.
  • a gas other than the source gas there is HCl gas introduced for the purpose of suppressing Si nucleus growth in the gas phase and suppressing generation of Si droplets on the wafer surface.
  • an impurity doping gas or the like for controlling the conductivity type of the SiC epitaxial film laminated on the SiC wafer W can also be introduced.
  • the impurity doping gas examples include N 2 , methylamine (CH 5 N), dimethylamine (C 2 H 7 N), trimethylamine (C 3 H 9 N), aniline (when the conductivity type is n-type) C 6 H 7 N), ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), dimethyl hydrazine (C 2 H 8 N 2 ), and other amines can be used.
  • TMA trimethylaluminum
  • a carrier gas, a purge gas, or the like can be introduced as a gas that supports the gas flow in order to efficiently supply the source gas to the SiC wafer W.
  • an inert gas such as Ar or He can be used in addition to a gas having an etching action including H 2 .
  • the above-described gases can be used.
  • these gases are referred to as “Si-based gas”, “C-based gas”, “Cl-based gas”.
  • the gas is classified into 6 types: “gas”, “N-based gas”, “other impurity doping gas”, and “other gas”.
  • Si-based gas (indicated by Si in FIG. 1) is a gas containing Si as a constituent element of molecules constituting the gas.
  • Si-based gas is used as one of the source gases.
  • C-based gas (denoted by C in FIG. 1) is a gas containing C as a constituent element of a molecule constituting the gas.
  • propane (C 3 H 8 ) or the like is applicable.
  • a C-based gas is used as one of the source gases.
  • Cl-based gas (indicated by Cl in FIG. 1)” is a gas containing Cl as a constituent element of a molecule constituting the gas.
  • hydrogen chloride (HCl) dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ), tetrachlorosilane (SiCl 4 ), and the like are applicable.
  • dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), trichlorosilane (SiHCl 3 ), and tetrachlorosilane (SiCl 4 ) are also the above Si-based gases. Like these gases, it may be “Cl-based gas” and “Si-based gas”.
  • N-based gas (indicated by N in FIG. 1) is a gas containing N as a constituent element of the molecules constituting the gas, and has neither double bonds or triple bonds between N atoms. It is a basic gas composed of molecules. For example, methylamine (CH 5 N), dimethylamine (C 2 H 7 N), trimethylamine (C 3 H 9 N), aniline (C 6 H 7 N), ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), Dimethylhydrazine (C 2 H 8 N 2 ), and any one of the group consisting of other amines. That is, N 2 does not correspond to an N-based gas, although N is included as a constituent element of molecules constituting the gas.
  • the N-based gas is generally used as one of impurity doping gases.
  • “Other impurity doping gases (not shown)” are impurity doping gases other than N-based gases and Cl-based gases. For example, N2, TMA, etc. are applicable.
  • “Other gas (not shown)” is a gas not corresponding to the above five categories of gases.
  • Ar, He, H 2 and the like are applicable. These gases are gases that support the manufacture of the SiC epitaxial wafer, and are generally gases that support the flow of gas in order to efficiently supply the source gas to the SiC wafer W.
  • the sublimation temperature of ammonium chloride is 338 ° C.
  • the melting point of monomethylamine hydrochloride is 220 to 230 ° C. and the boiling point is 225 to 230 ° C. That is, these solid products are produced below these temperatures.
  • SiC epitaxial growth is different from epitaxial growth of GaN, for example, and an N-based gas is used as a doping gas. For this reason, the flow rate of the N-based gas is smaller than that of the Si-based gas or the C-based gas that is the source gas.
  • the flow rate of the Cl-based gas is often the same as that of the Si-based gas or the C-based gas, or larger than that of the Si-based gas or the C-based gas.
  • the volume flow rate of a Cl-based gas in epitaxial growth of SiC is 10 times or more that of an N-based gas. Therefore, there were few particles resulting from a solid product compared with epitaxial growth of GaN or the like.
  • the generated particles can generate sufficiently problematic defects.
  • particles caused by the solid product generate SiC epi defects when adhering to the wafer surface.
  • particles resulting from a solid product inhibit SiC step flow growth and generate triangular defects starting from the particles.
  • the gas introduction pipe 30 includes an N-type gas introduction pipe 31 for introducing an N-type gas, a Cl-type gas introduction pipe 32 for introducing a Cl-type gas, an Si-type gas introduction pipe 33 for introducing an Si-type gas, and a C-type.
  • the structure in which the C-based gas introduction pipes 34 for introducing the gas are separated is illustrated. It suffices if the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32 are separated, and the Si-based gas introduction pipe 33 and the C-based gas introduction pipe 34 do not necessarily have to be separated.
  • the Si-based gas can also be introduced from the N-based gas introduction tube 31, the Cl-based gas introduction tube 32, and the C-based gas introduction tube 34, and the C-based gas is introduced into the N-based gas introduction tube 31 and the Cl-based gas introduction tube 32. Further, it can be introduced from the Si-based gas introduction pipe 33.
  • the Si-based gas or the C-based gas is also a Cl-based gas, it cannot be introduced from the N-based gas introduction pipe.
  • other impurity doping gas and other gas introduction pipes for introducing other gases may be separately provided.
  • impurity doping gases and other gases can also be introduced from the N-based gas introduction tube 31, the Cl-based gas introduction tube 32, the Si-based gas introduction tube 33, and the C-based gas introduction tube. Further, the number of each gas introduction pipe is not necessarily one for each gas type, and a plurality of each may be provided.
  • the N-based gas and the Cl-based gas are separately introduced, it is possible to suppress the generation of a solid product even in piping outside the reaction space for SiC epitaxial growth.
  • the temperature in the furnace body 10 is high.
  • heating up to the piping for supplying each gas is not usually performed. Therefore, if the N-based gas and the Cl-based gas are not separately introduced, a solid product is generated in the pipe.
  • the solid product generated in the pipe is scattered as particles from the gas introduction pipe 30 through the pipe onto the SiC wafer W, and becomes a defect of the SiC epitaxial wafer.
  • the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32 are arranged at positions separated from each other.
  • the positional relationship in which the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32 are separated from each other it is possible to lengthen the time required until the N-based gas and the Cl-based gas are mixed. In other words, the time required for mixing the N-based gas and the Cl-based gas becomes longer. In other words, the region where the N-based gas and the Cl-based gas are mixed is reduced in the reaction space K. As a result, the probability that a solid product is generated can be further reduced.
  • Si-based gas and C-based gas it is also preferable to introduce Si-based gas and C-based gas separately.
  • Si-based gas and the C-based gas react, an SiC product is generated. If the SiC product is formed on the SiC wafer W, it becomes a SiC epitaxial layer. However, if it is mixed at the initial stage of the reaction space (near the gas introduction pipe or pipe), it becomes an unnecessary SiC product. Therefore, if the Si-based gas and the C-based gas are mixed and introduced, an unnecessary SiC product may be formed on the gas introduction tube 30 or the inner wall surface of the furnace body 10. When these unnecessary SiC products are peeled off from the gas introduction tube 30 or the inner wall surface of the furnace body 10, they become particles, which may cause defects in the obtained SiC epitaxial wafer.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating an SiC chemical growth apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a schematic cross-sectional view of the SiC chemical vapor deposition apparatus when the inlet of the gas introduction pipe has a taper. It is. For simplicity, the lower part of the furnace body is not shown. According to this structure, the gas can be prevented from flowing around the inlet 35 of the gas inlet pipe 30. That is, it is possible to suppress deposits from adhering to the introduction port 35 of the gas introduction pipe 30. In FIG. 2, all the inlets of each gas inlet pipe are tapered, but there may be inlets that are not tapered.
  • deposits of the Si-based gas introduction pipe 33 and the C-based gas introduction pipe 34 for introducing the Si-based gas and the C-based gas are particularly likely to adhere to the inlet 35. Therefore, it is preferable to provide a taper at the inlets of the Si-based gas inlet tube 33 and the C-based gas inlet tube 34.
  • the inclination angle ⁇ of the taper of the introduction port 35 is preferably 5 ° or more and 45 ° or less with respect to the extended line of the gas introduction path 36, and more preferably 10 ° or more and 30 ° or less. If the taper gradient angle ⁇ is 5 ° or more and 45 ° or less, it is possible to sufficiently prevent the gas from wrapping around and to effectively suppress the deposit from adhering to the inlet 35.
  • the cross-sectional area S 35 of the end portion of the introduction port 35 on the furnace body 10 side is preferably 1.5 to 6 times the cross-sectional area S 36 immediately before the introduction port 35 of the gas introduction path 36. More preferably, it is 2 times or more and 4 times or less. If the shape of the gas introduction pipe 30 is the shape, the change in the gas flow rate can be within a predetermined range, and the gas can be prevented from being circulated sufficiently. That is, it is possible to efficiently suppress deposits from adhering to the inlet 35.
  • the average flow velocity (flow rate / cross-sectional area S 36 ) of the gas supplied from the gas introduction pipe 30 into the furnace body 10 in the gas introduction path 36 is preferably 0.001 m / s to 100 m / s, preferably 0.01 m. / S to 10 m / s is more preferable.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an SiC chemical vapor deposition apparatus in which the gas introduction tube 30 is covered with an outer tube 37 and the gas introduction tube 30 and the outer tube 37 form a double tube structure. For simplicity, the lower part of the furnace body 10 is not shown.
  • the purge gas p prevents gas (Si-based gas, C-based gas, N-based gas, Cl-based gas) from entering the gas introduction pipe 30, and deposits of SiC products and solid products at the inlet of the gas introduction pipe 30. Can be more effectively suppressed. That is, it is possible to suppress the generation of deposits that can be defects in the SiC epitaxial wafer.
  • the inlet of the outer tube 37 into the furnace body has a tapered shape, but may not be tapered and may be formed on a straight line. If the inlet of the outer tube 37 into the furnace body has a tapered shape, the purge gas can flow more smoothly and the occurrence of turbulent flow can be suppressed.
  • the taper gradient angle is preferably the same as the taper gradient angle of the gas introduction tube 30. If the outer pipe 37 and the gas introduction pipe 30 have the same taper gradient angle, generation of unnecessary turbulence can be suppressed.
  • a purge gas (other gas) inlet may be formed around the gas inlet pipe 30 in the form of a shower head.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the SiC chemical vapor deposition apparatus when a plurality of purge gas introduction ports 37 are provided around the gas introduction pipe 30. For simplicity, the lower part of the furnace body 10 is not shown.
  • the gas introduction pipe 30 shown in FIG. 4 may be any of an N-based gas introduction pipe 31, a Cl-based gas introduction pipe 32, a Si-based gas introduction pipe 33, and a C-based gas introduction pipe 34.
  • the purge gas is supplied to the pre-deposition processing chamber 38. As the purge gas is supplied, the pressure in the pre-deposition chamber 38 increases.
  • the purge gas p is supplied into the furnace body 10 through the barge gas inlet 37 in the form of a shower. According to such a configuration, it is possible to prevent the gas (Si-based gas, C-based gas, N-based gas, Cl-based gas) from flowing around by the purge gas p supplied from the purge gas inlet 37 into the furnace body 10. it can.
  • tube 30 is not specifically limited, It is preferable that the emissivity contains a material 0.5 or more. Since silicon carbide is grown at a high temperature of 1500 ° C. or higher, heating by radiation plays a particularly important role. A metal such as stainless steel generally used for gas piping has an emissivity of less than 0.5 and cannot efficiently absorb heat radiation. If a material having a high emissivity is selected and a material having an emissivity of 0.5 or more is used, the gas introduction pipe 30 can be efficiently heated with sufficient radiation.
  • the emissivity is preferably larger, and more preferably 0.6 or more.
  • Examples of the material having an emissivity of 0.5 or more include C, SiC, metal carbide, carbon coated with SiC or metal carbide, and the like.
  • a material having an emissivity of 0.5 or more a mixture of the above materials or the like may be used as long as it contains at least one of the above materials.
  • WC or NbC can be used as the metal carbide. These materials have high emissivity and are susceptible to radiation.
  • the gas introduction pipe 30 includes these materials, the gas introduction pipe 30 is heated by heat radiation from the inside of the furnace body 10. That is, it becomes easy to set the temperatures of the N-based gas introduction tube and the Cl-based gas introduction tube to the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the heating means 40 is disposed at least near the inlets of the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32.
  • the heating means 40 can heat the inlets of the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32 to the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas. Since the boiling point or sublimation temperature of the solid product produced by mixing the N-based gas and the Cl-based gas is approximately 300 ° C. or less, the heating means 40 is the inlet of the N-based gas introducing tube 31 and the Cl-based gas introducing tube 32. Is required to be heated to 300 ° C. or higher.
  • the heating means 40 heats the inlets of the N-based gas inlet tube 31 and the Cl-based gas inlet tube 32 to the boiling point or sublimation temperature of the solid product produced by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the temperature at which the N-based gas and the Cl-based gas are mixed by heating becomes a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by the mixing.
  • the heating means 40 may be a resistance heating type or a high frequency heating type.
  • the heating means 40 only needs to be able to heat at least the inlets of the N-based gas inlet pipe 31 and the Cl-based gas inlet pipe 32, but even if the inlets of other gas inlet pipes are heated as shown in FIG. Good. By heating the vicinity of each gas inlet, the temperature difference between the mounting table 20 and the gas inlet tube 30 can be reduced, and thermal convection in the furnace body 10 can be suppressed.
  • the furnace body 10 has a hollow portion constituting a growth chamber. Each gas is introduced into the furnace body 10 from the gas introduction pipe 30 and discharged from the gas discharge port 60.
  • a mounting table 20 is installed in the hollow portion, and a SiC wafer W can be mounted on the mounting table 20 to form a SiC epitaxial film.
  • the furnace body 10 is not particularly limited, but is generally made of a metal such as SUS.
  • the furnace body 10 has a configuration in which the temperature between the inlet of the gas introduction pipe 30 and the mounting table 20 can be equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas. It is preferable that Specific examples of such a configuration include the following cases.
  • a furnace body heating means 50 that can heat the space between the introduction port of the gas introduction pipe 30 and the mounting table 20 can be provided.
  • the furnace body heating means 50 is stored in the furnace body 10, but the furnace body heating means may be installed outside the furnace body 10.
  • a material having a high emissivity may be used as the material constituting the inner wall between the introduction port of the gas introduction tube 30 of the furnace body 10 and the mounting table 20.
  • the material having a high emissivity preferably has an emissivity of 0.5 or more, and more preferably 0.6 or more.
  • a heat insulating material or a heat shield may be installed around the reaction space K of the furnace body 10 (not shown). By installing a heat insulating material or a heat shield, the temperature between the inlet of the gas inlet tube 30 of the furnace body 10 and the mounting table 20 is unlikely to decrease.
  • the temperature between the inlet of the gas inlet tube 30 of the furnace body 10 in the reaction space and the mounting table 20 is set to the boiling point of the solid product generated by the mixing of the N-based gas and the Cl-based gas or
  • the temperature can be higher than the sublimation temperature. If the temperature of the said part shall be more than this temperature, it can suppress that temperature falls as it leaves
  • the distance between the introduction port of the gas introduction tube 30 and the mounting table 20 is preferably 200 to 2000 mm. If the distance between the introduction port of the gas introduction pipe 30 and the mounting table 20 is large, even if a solid product is produced, it can be vaporized before falling on the surface of the epitaxial wafer.
  • the distance between the introduction port of the gas introduction pipe and the mounting table is more preferably 300 to 1000 mm. If the distance is too large, it is necessary to increase the size of the furnace body heating means 50, which is not preferable from the viewpoint of apparatus cost and running cost.
  • the furnace body 10 may have a vertical furnace structure in which a gas introduction tube is disposed on the mounting table.
  • the furnace body which is a reaction space becomes large.
  • the influence of radiation increases around the wafer, making it difficult to keep the temperature uniform. Therefore, the effect by using the N-based gas that can be decomposed before reaching the periphery of the wafer becomes more remarkable.
  • the mounting table 20 includes a susceptor 21 on which the SiC wafer W is mounted, and a heating mechanism 22 that heats the SiC wafer W mounted on the susceptor 21.
  • the upper surface of the susceptor 21 is a mounting surface for the SiC wafer W, and a space in which the heating mechanism 22 is disposed is formed inside.
  • the susceptor 21 is provided with a tubular support shaft extending downward, and the support shaft can be rotated by being connected to a rotation mechanism (not shown).
  • the heating mechanism 22 is configured by a heater or the like facing the mounting surface of the SiC wafer W, and is installed in the susceptor 21.
  • the heating mechanism 22 is energized from the outside through the inside of the support shaft of the susceptor 21.
  • the SiC wafer W can be heated to 1500 ° C. or higher.
  • the gas discharge port 60 is disposed below the mounting surface of the SiC wafer W in the mounting table 20 in the furnace body 10, and discharges unreacted gas after passing through the SiC wafer W. Vacuum suction can be performed from the gas discharge port 60, and the atmospheric pressure inside the furnace body 10 can be adjusted as appropriate.
  • the method for producing a SiC epitaxial wafer of the present invention comprises a basic N-based gas composed of molecules containing N atoms in the molecule and having neither double bonds or triple bonds of N atoms, A Cl-based gas composed of molecules containing Cl atoms is separately introduced into a reaction space for SiC epitaxial growth, and the N-based gas and the Cl-based gas are introduced into the N-based gas and the Cl-based gas. Is mixed at a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product produced by the mixing with.
  • the introduction of the N-based gas and the Cl-based gas separately into the reaction space for SiC epitaxial growth separates the gas introduction pipes and pipes as described above. Can be realized.
  • the N-based gas and the Cl-based gas are mixed at a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas.
  • the introduction of the N-based gas introduction pipe 31 and the Cl-based gas introduction pipe 32 is realized by heating with the heating means 40.
  • the SiC epitaxial wafer according to one aspect of the present invention is realized. The manufacturing method is not limited to this configuration.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for schematically explaining an SiC chemical growth apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • the N-based gas and the Cl-based gas introduced into the reaction space K each flow, and mixing is started from the stage of contact with each other. That is, the N-based gas and the Cl-based gas are not mixed in the space indicated by the height h from the upper surface of the furnace body 10 on the gas supply pipe 30 side. Therefore, no solid product is generated in the region shown in the drawing from this space even if heating is not performed.
  • a material having a high emissivity may be used as the material constituting the gas supply pipe 30 without providing the heating means 40.
  • a material having an emissivity of 0.5 or more can be used.
  • the temperature of the mounting surface of the SiC wafer W is heated to about 1600 ° C. Therefore, if the emissivity of the material constituting the gas supply pipe 30 is high, it is affected by heat radiation, and the temperature of the gas supply pipe 30 is equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product without providing a heating means or the like. can do.
  • Example 1 A vertical SiC chemical vapor deposition apparatus was used as the SiC chemical vapor deposition apparatus.
  • the growth of the SiC epitaxial film is performed using trichlorosilane (SiHCl 3 ) and propane (C 3 H 8 ) as source gases, and simultaneously supplying hydrogen chloride (HCl) gas and ammonia gas (NH 3 ) as impurity doping gas. It was. Hydrogen and argon were used as the carrier gas and the purge gas. That is, in Example 1, the Cl-based gas is trichlorosilane and hydrogen chloride gas, and the N-based gas is ammonia.
  • gas introducing pipes for introducing these gases into the reaction space of the SiC chemical vapor deposition apparatus (there are a plurality of Si-based gas introducing pipes and a plurality of N-based gas introducing pipes), from the first gas introducing pipe. Introduced trichlorosilane and hydrogen chloride gas, and propane gas and ammonia were introduced from the second gas introduction pipe. That is, in Example 1, the Cl-based gas and the N-based gas are separately introduced. The inlets of the first gas inlet pipe and the second gas inlet pipe were heated to 1000 ° C. by a heater. The solid product formed when trichlorosilane or hydrogen chloride gas and ammonia are mixed is ammonium chloride.
  • Example 1 The difference from Example 1 is that nitrogen gas is used instead of ammonia gas as the carrier gas.
  • the flow rate of nitrogen gas at this time was 14.2 sccm.
  • the other points were the same as in Example 1.
  • Nitrogen gas does not correspond to N-based gas because it has a triple bond between N atoms.
  • the deviation value of the in-plane uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial wafer produced in Example 1 is 18%, and the deviation value of the in-plane uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial wafer produced in Comparative Example 1 is 132%. there were.
  • the deviation value of the in-plane uniformity is calculated by taking the difference between the “maximum carrier density in the plane” and the “minimum carrier density in the plane” and dividing the difference by the “average value of the carrier density in the plane”. I asked for it. If the difference between the maximum value and the minimum value of the carrier density is small, the deviation value of the in-plane uniformity becomes low. That is, the in-plane uniformity of Example 1 is higher than the in-plane uniformity of Comparative Example 1.
  • Example 1 The surface defect density of Example 1 was 0.14 cm ⁇ 2 , and the surface defect density of Comparative Example 1 was also 0.14 cm ⁇ 2 . That is, in Example 1, even when ammonia was used, the surface defect density did not increase.
  • Example 2 is different from Example 1 in that the pressure during the growth of the SiC epitaxial wafer was 3.3 kPa (25 Torr) and the growth rate was 48 ⁇ m / h. The other points were the same as in Example 1.
  • Comparative Example 2 differs from Comparative Example 1 in that the pressure during growth of the SiC epitaxial wafer was 3.3 kPa (25 Torr) and the growth rate was 48 ⁇ m / h. The other points were the same as in Comparative Example 1.
  • the deviation value of the in-plane uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial wafer produced in Example 2 is 9%, and the deviation value of the in-plane uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial wafer produced in Comparative Example 1 is 110%. there were.
  • the in-plane uniformity of Example 2 is higher than the in-plane uniformity of Comparative Example 2.
  • Example 2 The surface defect density of Example 2 was 0.00 cm ⁇ 2 , and the surface defect density of Comparative Example 2 was 0.29 cm ⁇ 2 . That is, in Example 2, even when ammonia was used, the surface defect density did not increase.
  • Example 3 differs from Example 2 only in that the size of the SiC epitaxial wafer is 6 inches. The other points were the same as in Example 2.
  • the deviation value of the in-plane uniformity of the carrier density of the SiC epitaxial wafer produced in Example 3 was 21%. Despite the large diameter of 6 inches, high in-plane uniformity could be obtained.
  • the surface defect density of Example 3 was 0.05 cm ⁇ 2 , and a low surface defect density could be obtained despite the large diameter of 6 inches.
  • Examples 1 to 3 by using ammonia as a carrier gas, an SiC epitaxial wafer with high in-plane carrier density uniformity could be realized.
  • the temperature of each gas inlet is set to a temperature equal to or higher than the boiling point or sublimation temperature of the solid product generated by mixing the N-based gas and the Cl-based gas, ammonia gas (N-based gas) Even if was used, a SiC epitaxial wafer having a low surface defect density could be realized.
  • the SiC chemical vapor deposition apparatus and the SiC epitaxial wafer manufacturing method of the present invention can increase the uniformity of in-plane carrier density and suppress defects in the SiC epitaxial film. Therefore, for example, a SiC epitaxial wafer used for a power device, a high-frequency device, a high-temperature operation device, or the like can be manufactured.
  • 100: SiC chemical vapor deposition apparatus 10: furnace body, 20: mounting table, 21: susceptor, 22: heating mechanism, 30: gas introduction pipe, 31: N-based gas introduction pipe, 32: Cl-based gas introduction pipe, 33: Si-based gas introduction pipe, 34: C-based gas introduction pipe, 35: Gas introduction port, 36: Gas introduction path, 37: Outer pipe, 38: Pre-deposition chamber, 40: Heating means, 50: Furnace Heating means, 60: gas discharge port, 70: furnace body upper heating means, W: SiC wafer, K: reaction space, N: N-based gas, Si: Si-based gas, C: C-based gas, Cl: Cl-based gas , P: purge gas

Abstract

本発明の一態様に係るＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、分子内にＮ原子を含み、かつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間に分離して導入し、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合する。

Description

ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置
本発明は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置に関する。本願は、２０１４年１２月１９日に、日本に出願された特願２０１４－２５７８３４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に対して、バンドギャップが約３倍、絶縁破壊電界強度が約１０倍、熱伝導度が約３倍という優れた物性を有している。ＳｉＣは、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。そのため、半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられ始めている。
　ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板として昇華法等で作製したＳｉＣのバルク単結晶から加工したＳｉＣ単結晶基板を用いて作製される。ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ単結晶基板上に化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）によって、ＳｉＣエピタキシャル層を成長させることで得られる。ＳｉＣエピタキシャル層は、ＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となる。
　ＳｉＣ半導体デバイスは、成長するＳｉＣエピタキシャル層の状態により、その性能が変化する。均質かつ欠陥の少ないＳｉＣエピタキシャル層を作製することが求められている。
　例えば、非特許文献１には、ＳｉＣエピタキシャル成長時に原料ガスと同時にＨＣｌガスを導入することが記載されている。非特許文献２には、ＳｉＣエピタキシャル成長時の原料ガスをトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）とすることが記載されている。
　非特許文献1及び２には、ＳｉＣエピタキシャル成長時に、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるガス（以下、「Ｃｌ系ガス」という）を用いると、気相中でのＳｉの核成長を抑制でき、ウェハの表面でのＳｉ液滴の発生も抑制することもできることが記載されている。Ｃｌ系ガスとしては、ＨＣｌガスやクロロシラン系化合物が挙げられている。
気相中で核生成したＳｉ及びウェハの表面におけるＳｉ液滴は、エピタキシャル成長時の欠陥の起点となる。そのため非特許文献1及び２では、Ｃｌ系ガスを用いて欠陥の少ないＳｉＣエピタキシャルウェハを作製している。非特許文献1及び２には、Ｃｌ系ガスを用いることで、ＳｉＣエピタキシャル成長の成長速度を高めることができることも記載されている。
　特許文献１には、ドーパントガスとして窒素ガスではなくアンモニア等を用いることが記載されている。窒素ガスは、窒素の３重結合のエネルギーが大きく、熱分解による熱分解過程の制御が難しい。そのため、窒素ガスをドーピングに寄与する活性種として基板上に供給する際に、窒素の分圧を基板面上で均一に分布させることが難しい。そこで、３重結合を有さないアンモニア等を用いることで、ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア密度の均一性を高めることができる。また特許文献１には、予備加熱ステップにおいて、アンモニア等を予め分解することで、よりキャリア密度の均一性を高めることができることが記載されている。
特許第４８３９６４６号公報
Ｄ．Ｃｒｉｐｐａ　ｅｔ　ａｌ．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｆｏｒｕｍ　Ｖｏｌｓ．４８３－４８５（２００５）ｐｐ．６７－７２． Ｆ．Ｌａ　Ｖｉａ　ｅｔ　ａｌ．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｇｒｏｗｔｈ　３１１（２００８）１０７－１１３．
　上述のように、Ｃｌ系ガス及びＮ系ガス（分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のガス）をそれぞれ用いることができることについては知られていた。しかしながら、実験室レベルの検討でそれぞれの検討は行われてはいたが、実際の生産現場でそれぞれのガスを用いることは検討されていないのが実状であった。
　この一つの要因は、Ｃｌ系ガスは不可欠なものではないことである。気相中Ｓｉ核生成やウェハ表面のＳｉ液滴は、Ｓｉ原料の投入量を過剰にせず、成膜雰囲気を低圧化することで、防ぐことができる。そのため、Ｃｌ系ガスを用いずに、シラン（ＳｉＨ４）のみで足りる場合も多かった。
　またもう一つの要因は、４インチ以下のエピタキシャルウェハであれば、面内の温度やガス分圧の不均一性がそれほど大きくないことである。すなわち、４インチ以下のエピタキシャルウェハにおいて、ドーパントガスとして窒素ガスを用いた場合でも、十分満足できるレベルのキャリアの均一性を有するエピタキシャルウェハを得ることができる。つまり、窒素ガスに比べて、ＳｉＣエピタキシャルウェハへのドーパント元素の取り込み効率も高い訳ではなく、かつ扱いにくいＮ系ガスを敢えて用いることは検討されていなかった。
　上述のように、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを同時に用いようとする検討は行われておらず、これらのガスを同時に用いた場合の課題は認識されていなかった。
　一方で、近年、本発明者らは、６インチを超えるような大型で、高品質なＳｉＣエピタキシャルウェハを作製する検討を進めている。このような大型のＳｉＣエピタキシャルウェハは、単純に種々のサイズを大きくしただけでは得ることができず、実際に高品質な膜を得るためには課題が多い。４インチのＳｉＣエピタキシャルウェハと比較しても、例えば欠陥の低減や、キャリア密度の均一化という点において課題がある。また、近年スループットを上げることや高耐圧デバイス用の厚膜が求められるようになってきたので、エピ成長速度を上げるためにＳｉ原料の投入量を増やすことが求められている。そのため、上述のようなＣｌ系ガス及びＮ系ガスを用いることに伴う効果がより顕著に期待されている。そこで、本発明者らはＣｌ系ガス及びＮ系ガスを同時に用いて、エピタキシャル膜を作製することについて初めて実際に検討を行った。
　その結果、単純に、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを混合しただけでは、ＳｉＣエピタキシャルウェハを均質、かつ欠陥の少ない状態で作製することが出来なかった。
　すなわち本発明者らは、鋭意検討の結果、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを混合すると固体生成物が生成され、その固体生成物がＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥となるという課題に初めて到達した。このような問題は、反応空間に同時にＮ系ガスとＣｌ系ガスを存在させる必要性があるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において特に顕著であった。
　非特許文献１には、ＨＣｌガスを用いることは記載されているが、ドーパントガスを加えることについて記載も示唆もない。
　非特許文献２には、トリクロロシランガスを用い、キャリアをドープするために窒素を用いることが記載されているが、窒素は３重結合を有し安定的であるため、固体生成物は生成されない。
　特許文献１では、Ｎ系ガスを用いることが記載されている。しかしながら、原料ガスとして用いられているガスはシラン（ＳｉＨ４）であり、ＨＣｌガスを同時に用いることも記載されていない。シランガスに変えて、トリクロロシラン等のクロロシラン化合物を用いることが考えられるが、特許文献１の図１では、配管の段階で二つのガスを混合している。
　配管は、一般にステンレス等からなり加熱されていない。そのため、これらのガスを配管内で混合すると、固体生成物が生成され配管内に付着する。付着した固体生成物は、剥離し、ＳｉＣエピタキシャルウェハ上にパーティクルとして飛来する。飛来した固体生成物起因のパーティクルは、ＳｉＣエピタキシャルウェハにおける欠陥となり得る。例えば、ウェハ表面に付着した固体生成物起因のパーティクルは、ＳｉＣのステップフロー成長を阻害し、パーティクルを起点とした三角欠陥を発生させる。Ｎ系ガス、Ｃｌ系ガスの使用量や使用回数にもよるが、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを混合して導入すると、１個ｃｍ－２以上の表面欠陥が発生する。すなわち、特許文献１の記載からは、固体生成物が形成されるという課題、及び、固体生成物がＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥となるという課題に到達できないことは明らかである。
　ＳｉＣエピタキシャルウェハにおいて、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを同時に用いると、固体生成物が生成され、その固体生成物が欠陥となるという課題は、本発明者らが実際に検討を進める中で、初めて見出したものであり、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを同時に用いることにより発生する固体生成物に伴う欠陥を抑制することができるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置については、何ら提案されていないのが実情であった。
　したがって、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスの混合により発生する固体生成物に伴う欠陥を抑制することができるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置が切に求められていた。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを同時に用いることにより発生する固体生成物に伴う欠陥を抑制することができるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法及びＳｉＣエピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意検討の結果、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとを、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合することで当該問題を解決できることを見出し、発明を完成させた。
　即ち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
（１）本発明の一態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、分子内にＮ原子を含み、かつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間に分離して導入し、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合する。
（２）上記（１）に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、前記反応空間全体の温度を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上としてもよい。
（３）上記（１）又は（２）のいずれかに記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを混合する際の圧力を１５ｋＰａ以下としてもよく、５ｋＰａ以下とすることがより好ましい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一つに記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、前記Ｎ系ガスがメチルアミン（ＣＨ５Ｎ）、ジメチルアミン（Ｃ２Ｈ７Ｎ）、トリメチルアミン（Ｃ３Ｈ９Ｎ）、アニリン（Ｃ６Ｈ７Ｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ジメチルヒドラジン（Ｃ２Ｈ８Ｎ２）、その他アミンからなる群から選択されるいずれか一つであってもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一つに記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、前記Ｃｌ系ガスが、ＨＣｌまたはクロロシラン系化合物であってもよい。
（６）本発明の一態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、成長空間を構成する炉体と、前記炉体内に備えられＳｉＣウェハを載置する載置台と、前記炉体内へガスを導入するガス導入管とを有し、前記ガス導入管が、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスを導入するＮ系ガス導入管と、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスを導入するＣｌ系ガス導入管とを、互いに分離して有し、前記Ｎ系ガス導入管及び前記Ｃｌ系ガス導入管の導入口を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上に加熱できる加熱手段とを備える。
（７）上記（６）に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記ガス導入管の導入口と前記載置台の間の温度を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上とすることができてもよい。
（８）上記（６）又は（７）のいずれか一つに記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記ガス導入管の導入口と前記載置台との距離が、２００～２０００ｍｍであってもよく、３００～１０００ｍｍであることがより好ましい。
（９）上記（６）～（８）のいずれか一つに記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置において、前記ガス導入管が前記載置台の上部に配置された、縦型の炉体構造を備えてもよい。
　本発明の一態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを用いる。
Ｎ系ガスは、２重結合、３重結合のいずれも有さないため熱分解におけるエネルギーが小さく、熱分解過程の制御が容易である。そのため、ＳｉＣエピタキシャルウェハにおけるドーピングに寄与する活性種を均一に分布させることができる。
Ｃｌ系のガスは、気相中でのＳｉの核成長を抑制する。またＣｌ系のガスは、ウェハの表面でのＳｉ液滴の発生も抑制する。
　本発明の一態様にかかるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間にＮ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入し、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとを、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上で混合する。Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入するため、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間外の配管等における固体生成物の生成を抑制できる。また混合する際には、固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合する。そのため、反応空間内でも固体生成物の生成を抑制することができる。したがって、固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
また反応空間全体の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上としてもよい。反応空間全体の温度を高めることにより、固体生成物が混合後に発生することを抑制することができる。その結果、より固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
　本発明の一態様にかかるＳｉＣエピタキシャル成長装置は、成長空間を構成する炉体と、前記炉体内に備えられＳｉＣウェハを載置する載置台と、前記炉体内へガスを導入するガス導入管とを有し、前記ガス導入管が、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスを導入するＮ系ガス導入管と、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスを導入するＣｌ系ガス導入管とを、互いに分離して有し、前記Ｎ系ガス導入管及び前記Ｃｌ系ガス導入管の導入口を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上に加熱できる加熱手段とを備える。
上述のように、Ｎ系ガス及びＣｌ系ガスを用いることで、欠陥を抑制し、エピタキシャルウェハの均質性を高めることができる。またＮ系ガス導入管とＣｌ系ガス導入管を分離することにより、炉体内にＮ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入することができ、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間外の配管等でも固体生成物の生成を抑制することができる。さらに、Ｎ系ガス導入管及びＣｌ系ガス導入管の導入口を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上に加熱できる加熱手段により、炉体内にＮ系ガス及びＣｌガスが導入する段階で、導入口の温度を固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度とすることができる。その結果、固体生成物は固体として存在することができず、固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
　またガス導入管の導入口と載置台の間の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上とすることができる構成としてもよい。この構成によれば、混合後に固体生成物が発生することも抑制することができ、より固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
またガス導入管の導入口と載置台との距離が、２００～２０００ｍｍであってもよい。ガス導入管の導入口と載置台との距離が大きければ、生成した固体生成物がエピタキシャルウェハの表面に落下する前に、固体生成物を気化させることができる。ガス導入管の導入口と載置台との距離は、３００～１０００ｍｍであることがより好ましい。距離が大きすぎると、加熱源の大型化が必要となり、装置コスト、ランニングコストの観点で好ましくない。
さらに、ガス導入管が前記載置台の上部に配置された、縦型の炉体構造でもよい。縦型の炉体構造では、反応空間である炉体が大きくなる。反応空間が大きくなると、ウェハの周囲は輻射の影響が大きくなるため、温度を均一に保つことが難しくなる。そのため、ウェハの周囲に至る前に気化することができるＮ系ガスの効果がより顕著となる。
本発明の一実施形態であるＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図である。 本発明の一実施形態であるＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図であり、ガス導入管の導入口がテーパーを有する場合のＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体の下部は図示していない。 本発明の一実施形態であるＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図であり、ガス導入管及び外管の導入口が共にテーパー形状を有する場合のＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体の下部は図示していない。 本発明の一実施形態であるＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図であり、パージガスがガス導入管の周囲に成膜処理前室を介してシャワー状に供給されている場合のＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体の下部は図示していない。 本発明の一態様に係るＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図である。
　以下、本発明を適用したＳｉＣ化学気相成長装置およびＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。
　以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
（ＳｉＣ化学気相成長装置）
　図１を参照して、本発明の第１実施形態のＳｉＣ化学気相成長装置１００の一例について説明する。
　本発明の第１実施形態に係るＳｉＣエピタキシャル成長装置１００は、成長空間Ｋを構成する炉体１０と、炉体１０内に備えられＳｉＣウェハＷを載置する載置台２０と、炉体１０内へガスを導入するガス導入管３０とを備える。ガス導入管３０は、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスを導入するＮ系ガス導入管３１と、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスを導入するＣｌ系ガス導入管３２とからなり、Ｎ系ガス導入管３１とＣｌ系ガス導入管３２は互いに分離している。Ｎ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口には、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上に加熱できる加熱手段４０が備えられている。
　図１は、成長用の基板を下側に配置し、上側から原料ガスを供給して、上から下へ原料ガスを流通してエピタキシャル成長を行う縦型の配置の化学気相成長装置である。本発明の一態様にかかるＳｉＣ化学気相成長装置は、縦型の配置の化学気相成長装置に限られず、横型の配置の化学気相成長装置でもよい。
　ＳｉＣ化学気相成長装置１００は、ＳｉＣエピタキシャルウェハを製造する装置である。ＳｉＣ化学気相成長装置１００のガス導入管３０から供給された原料ガスは、載置台２０上に載置されたＳｉＣウェハＷ上で反応し、ＳｉＣウェハＷ上にＳｉＣエピタキシャル膜を形成する。このような反応を経て、ＳｉＣウェハＷ上にＳｉＣエピタキシャル膜が形成されたＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。原料ガスとしては、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスを用いる。
　Ｓｉ系ガスとしては、例えばシラン系ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）を用いることができる。このほか、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４などのエッチング作用があるＣｌを含む塩素系Ｓｉ原料含有ガス（クロライド系原料）を用いることもできる。Ｃ系ガスとしては、例えばプロパン（Ｃ３Ｈ８）等を用いることができる。
　ガス供給管３０は、これらの原料ガスの以外のガスを導入することもできる。原料ガス以外のガスとしては、以下のような複数のガスがある。例えば、原料ガス以外のガスの例として、気相中でのＳｉの核成長を抑制し、ウェハの表面でのＳｉ液滴の発生を抑制する目的で導入されるＨＣｌガスがある。この他にも、ＳｉＣウェハＷ上に積層されるＳｉＣエピタキシャル膜の導電型を制御するための不純物ドーピングガス等を導入することもできる。不純物ドーピングガスとしては、例えば、導電型をｎ型とする場合にはＮ２、メチルアミン（ＣＨ５Ｎ）、ジメチルアミン（Ｃ２Ｈ７Ｎ）、トリメチルアミン（Ｃ３Ｈ９Ｎ）、アニリン（Ｃ６Ｈ７Ｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ジメチルヒドラジン（Ｃ２Ｈ８Ｎ２）及びその他アミン等を用いることができる。また、ｐ型とする場合には不純物ドーピングガスとしてＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）等を用いることができる。さらに、これ以外にも、原料ガスがＳｉＣウェハＷまで効率的に供給するためにガスの流れをサポートするガスとしてキャリアガス、パージガス等を導入することもできる。キャリアガス、パージガスとしては、例えば、Ｈ２を含むエッチング作用があるガスのほか、Ａｒ，Ｈｅなどの不活性ガス（希ガス）を用いることもできる。
　ＳｉＣエピタキシャルウェハを製造するためには、上述のようなガスを用いることができるが、本発明の詳細な説明の便宜上、これらのガスを「Ｓｉ系ガス」、「Ｃ系ガス」、「Ｃｌ系ガス」、「Ｎ系ガス」、「その他の不純物ドーピングガス」「その他のガス」の６つに区分する。
　「Ｓｉ系ガス（図１においてＳｉで示す。）」は、ガスを構成する分子の構成元素としてＳｉが含まれるガスである。例えばシラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）等が該当する。原料ガスの一つとしてＳｉ系ガスは用いられることが一般的である。
　「Ｃ系ガス（図１においてＣで示す。）」は、ガスを構成する分子の構成元素としてＣが含まれるガスである。例えば、プロパン（Ｃ３Ｈ８）等が該当する。原料ガスの一つとしてＣ系ガスは用いられることが一般的である。
　「Ｃｌ系ガス（図１においてＣｌで示す。）」は、ガスを構成する分子の構成元素としてＣｌが含まれるガスである。例えば、塩化水素（ＨＣｌ）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）等が該当する。ここで、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）は、上記のＳｉ系ガスでもある。これらのガスのように、「Ｃｌ系ガス」であり、「Ｓｉ系ガス」であるという場合もある。しかし、本発明においては「Ｃｌ系ガス」と「Ｎ系ガス」を厳密に区別することができればよく、「Ｃｌ系ガス」と「Ｎ系ガス」を共に両立しなければ、二つの区分に跨るガスが存在してもよい。
　「Ｎ系ガス（図１においてＮで示す。）」は、ガスを構成する分子の構成元素としてＮが含まれるガスでありかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のガスである。例えば、メチルアミン（ＣＨ５Ｎ）、ジメチルアミン（Ｃ２Ｈ７Ｎ）、トリメチルアミン（Ｃ３Ｈ９Ｎ）、アニリン（Ｃ６Ｈ７Ｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ジメチルヒドラジン（Ｃ２Ｈ８Ｎ２）、その他アミンからなる群のいずれか一つ等が該当する。すなわち、Ｎ２は、ガスを構成する分子の構成元素としてＮが含まれるがＮ系ガスには該当しない。Ｎ系ガスは、不純物ドーピングガスの一つとして用いられることが一般的である。
　「その他の不純物ドーピングガス（図視略）」は、Ｎ系ガス、Ｃｌ系ガス以外の不純物ドーピングガスである。例えば、Ｎ２、ＴＭＡ等が該当する。
　「その他のガス（図視略）」は、上記の５つの区分のガスに該当しないガスである。例えば、Ａｒ，Ｈｅ、Ｈ２等が該当する。これらのガスは、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造のサポートをするガスであり、原料ガスがＳｉＣウェハＷまで効率的に供給するためにガスの流れをサポートするガスであることが一般的である。
　塩基性のＮ系ガスと酸性のＣｌ系ガスは、混合すると化学反応が生じ、固体生成物が生成される。例えば、Ｎ系ガスとしてアンモニア、Ｃｌ系ガスとして塩化水素を混合すると、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）が形成される。他にも、Ｎ系ガスとしてメチルアミン（ＣＨ５Ｎ）、Ｃｌ系ガスとして塩化水素を混合すると、モノメチルアミン塩酸塩（ＣＨ５Ｎ・ＨＣｌ）が形成される。さらに、Ｎ系ガスとしてアンモニア、Ｃｌ系ガスとしてジクロロシランを混合させると、塩化アンモニウムが形成されるという報告もある（例えば、特願１９９２－０２４９２１号公報）。塩化アンモニウムの昇華温度は３３８℃であり、モノメチルアミン塩酸塩の融点は２２０～２３０℃、沸点は２２５～２３０℃である。すなわち、これらの固体生成物は、これらの温度以下において生成される。
　ＳｉＣのエピタキシャル成長は、例えばＧａＮ等のエピタキシャル成長と異なり、Ｎ系ガスはドーピングガスとして用いられる。そのため、Ｎ系ガスの流量は原料ガスであるＳｉ系ガスやＣ系ガスに比べ小さい。一方でＣｌ系ガスの流量は、Ｓｉ系ガスやＣ系ガスと同程度、あるいはＳｉ系ガスやＣ系ガスよりも大きいことが多い。一般的にＳｉＣのエピタキシャル成長におけるＣｌ系ガスの体積流量は、Ｎ系ガスの１０倍以上である。そのため、ＧａＮ等のエピタキシャル成長に比べて、固体生成物起因のパーティクルは少なかった。しかしながら、近年のＳｉＣエピタキシャルウェハの大型化及び高品質化に伴い、Ｎ系ガスが小流量であっても、発生するパーティクルは十分問題となる欠陥を発生しうるものとなっている。ここで、固体生成物起因のパーティクルは、ウェハ表面に付着するとＳｉＣエピ欠陥を発生させる。例えば、固体生成物起因のパーティクルはＳｉＣのステップフロー成長を阻害し、パーティクルを起点とした三角欠陥を発生させる。
　［ガス導入管］
　図１ではガス導入管３０は、Ｎ系ガスを導入するＮ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガスを導入するＣｌ系ガス導入管３２、Ｓｉ系ガスを導入するＳｉ系ガス導入管３３、Ｃ系ガスを導入するＣ系ガス導入管３４がそれぞれ分離された構造を例示した。Ｎ系ガス導入管３１と、Ｃｌ系ガス導入管３２が分離されていればよく、Ｓｉ系ガス導入管３３及びＣ系ガス導入管３４は必ずしも分離されている必要はない。すなわち、Ｓｉ系ガスはＮ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガス導入管３２、Ｃ系ガス導入管３４から導入することもでき、Ｃ系ガスはＮ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガス導入管３２、Ｓｉ系ガス導入管３３、から導入することもできる。ただしＳｉ系ガスやＣ系ガスがＣｌ系ガスでもある場合は、Ｎ系ガス導入管から導入することはできない。上記のガス導入管以外にも、その他の不純物ドーピングガスや、その他のガスを導入するためのその他のガス導入管を別途設けてもよい。その他の不純物ドーピングガスやその他のガスは、Ｎ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガス導入管３２、Ｓｉ系ガス導入管３３、Ｃ系ガス導入管３４から導入することもできる。また各ガス導入管は、各ガス種に１つである必要はなく、それぞれ複数有していてもよい。
　Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入するため、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間外の配管等でも固体生成物が生成されることを抑制することができる。一般に、ＳｉＣ化学気相成長装置１００で、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する際は、炉体１０内の温度は高い。しかしながら、各ガスを供給する配管まで加熱することは通常行われない。そのため、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入しないと、配管中に固体生成物が生成される。配管中に生成された固体生成物は、配管を通してガス導入管３０からパーティクルとしてＳｉＣウェハＷ上に飛散し、ＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥となる。すなわち、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスを分離して導入することで、配管等での固体生成物の生成を抑制し、固体生成物に伴う欠陥を低減されたＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
　また図１に示すように、複数のガス導入管を設ける場合、Ｎ系ガス導入管３１とＣｌ系ガス導入管３２は、離れた位置に配置することが好ましい。Ｎ系ガス導入管３１とＣｌ系ガス導入管３２を離した位置関係とすることで、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスが混合されるまでに要する時間を長くすることができる。Ｎ系ガスとＣｌ系ガスが混合されるまでに要する時間が長くなるということは、換言すると、反応空間Ｋ内で、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスが混合された状態で存在する領域を少なくすることとなり、固体生成物が生成される確率をより低減することができる。
　またＳｉ系ガスとＣ系ガスもそれぞれ分離して導入することが好ましい。Ｓｉ系ガスとＣ系ガスが反応するとＳｉＣ生成物が生成される。ＳｉＣ生成物は、ＳｉＣウェハＷ上で形成されればＳｉＣエピタキシャル層となるが、反応空間の初期（ガス導入管付近、又は配管）で混合されると、不要なＳｉＣ生成物となる。そのため、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスを混合して導入すると、ガス導入管３０や炉体１０内壁面等に不要なＳｉＣ生成物が形成される恐れがある。これらの不要なＳｉＣ生成物が、ガス導入管３０や炉体１０内壁面等から剥離するとパーティクルとなり、得られるＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥の原因となる恐れがある。
　ガス導入管３０の導入口３５は、テーパー形状を有していることが好ましい。図２は、本発明の一実施形態であるＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図であり、ガス導入管の導入口がテーパーを有する場合のＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体の下部は図示していない。
　この構造によれば、ガス導入管３０の導入口３５付近にガスが回り込むことを抑制することができる。すなわち、ガス導入管３０の導入口３５に堆積物が付着することを抑制することができる。図２では、各ガス導入管の全ての導入口にテーパーを設けたが、テーパーを設けない導入口があってもよい。前述の５つのガス区分の中では、Ｓｉ系ガス及びＣ系ガスを導入するＳｉ系ガス導入管３３及びＣ系ガス導入管３４は、特に導入口３５に堆積物が付着する可能性が高い。そのため、Ｓｉ系ガス導入管３３及びＣ系ガス導入管３４の導入口にテーパーを設けておくことが好ましい。
　導入口３５のテーパーの勾配角θは、ガス導入路３６の延長線に対して５°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。テーパーの勾配角θが５°以上４５°以下であれば、ガスの回り込みを十分防ぐことができ、導入口３５に堆積物が付着することを効率的に抑制することができる。
　導入口３５の炉体１０側の終端部の断面積Ｓ３５は、ガス導入路３６の導入口３５直前の断面積Ｓ３６に対して、１．５倍以上６倍以下であることが好ましく、２倍以上４倍以下であることがより好ましい。ガス導入管３０の形状が当該形状であれば、ガス流量の変化を所定の範囲内とすることができ、ガスの回り込みを十分防ぐことができる。すなわち、導入口３５に堆積物が付着することを効率的に抑制することができる。
　ガス導入管３０から炉体１０内部に供給されるガスのガス導入路３６における平均流速（流量／断面積Ｓ３６）は、０．００１ｍ／ｓ～１００ｍ／ｓであることが好ましく、０．０１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることがより好ましい。ガスの流速を当該範囲とすることで、導入口３５付近での乱流の発生を抑制することができる。すなわち、導入口３５に堆積物が付着することを効率的に抑制することができる。
　ガス導入管３０の周囲を外管３７によって覆い、ガス導入管３０と外管３７とが二重管構造を構成し、ガス導入管３０と外管３７との間から炉体１０内にパージガス（その他のガス）ｐを導入できる構成としてもよい。
　図３は、ガス導入管３０が外管３７によって覆われ、ガス導入管３０と外管３７とが二重管構造を構成したＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体１０の下部は図示していない。図３に示すガス導入管３０は、Ｎ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガス導入管３２、Ｓｉ系ガス導入管３３、Ｃ系ガス導入管３４のいずれであってもよい。パージガスｐによってガス導入管３０にガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス、Ｎ系ガス、Ｃｌ系ガス）が回り込むことを防ぎ、ガス導入管３０の導入口にＳｉＣ生成物や固体生成物が堆積物として付着することをより効果的に抑制することができる。すなわち、ＳｉＣエピタキシャルウェハの欠陥となりうる堆積物の発生を抑制できる。
　図３では、外管３７の炉体内への導入口はテーパー形状を有しているが、テーパー形状を有さず、直線上に形成されていてもよい。外管３７の炉体内への導入口はテーパー形状を有している方が、より滑らかにパージガスを流すことができ、乱流の発生を抑制することができる。外管３７がテーパーを有する場合は、テーパーの勾配角は、ガス導入管３０のテーパーの勾配角と同一であることが好ましい。外管３７とガス導入管３０のテーパーの勾配角が同一であれば、不要な乱流の発生を抑制することができる。
　パージガス（その他のガス）の導入口をガス導入管３０の周囲にシャワーヘッド状に形成してもよい。図４は、ガス導入管３０の周囲に複数のパージガス導入口３７が設けられている場合のＳｉＣ化学気相成長装置の断面模式図である。簡単のために炉体１０の下部は図示していない。図４に示すガス導入管３０は、Ｎ系ガス導入管３１、Ｃｌ系ガス導入管３２、Ｓｉ系ガス導入管３３、Ｃ系ガス導入管３４のいずれであってもよい。
　図４に示すように、パージガスを成膜処理前室３８に供給する。パージガスが供給されるにつれ、成膜処理前室３８内部の圧力が高くなる。その結果、バージガス導入口３７を介して、炉体１０内部にパージガスｐがシャワー状に供給される。このような構成によれば、パージガス導入口３７から炉体１０内に供給されるパージガスｐによって、ガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス、Ｎ系ガス、Ｃｌ系ガス）が回り込むことを防ぐことができる。
　ガス導入管３０を構成する材料は、特に限定されるものではないが、放射率が０．５以上の材料を含むことが好ましい。炭化珪素の成長は１５００℃以上の高温で行われるため、輻射による加熱が特に大きな役割を果たす。ガス配管に一般的に用いられるステンレスなどの金属は、放射率が０．５未満であり、熱輻射を効率的に吸収することができない。
放射率の大きな物質を選択して、放射率が０．５以上である材料を用いれば、十分輻射を受けやすくガス導入管３０を効率的に加熱することができる。放射率は大きい方が好ましく、０．６以上であればより好ましい。
　放射率が０．５以上の材料としては、Ｃ、ＳｉＣ、金属炭化物、ＳｉＣまたは金属炭化物で被覆されたカーボン等を挙げることができる。また、放射率が０．５以上の材料として、上記の材料の混合物等を用いてもよく、上記の材料の内少なくとも一種の材料を含んでいればよい。金属炭化物としては例えばＷＣ、ＮｂＣを用いることができる。これらの材料は、放射率が高くかつ輻射を受けやすい。
　ガス導入管３０がこれらの材質を含むことで、炉体１０内部からの熱輻射によりガス導入管３０が加熱される。すなわち、Ｎ系ガス導入管及びＣｌ系ガス導入管の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスの混合により生じる固体生成物の沸点または昇華温度とすることが容易になる。
　［加熱手段］
　加熱手段４０は、少なくともＮ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口付近に配設される。加熱手段４０は、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上にＮ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口を加熱することができる。Ｎ系ガスとＣｌ系ガスが混合し生成する固体生成物の沸点又は昇華温度は、概ね３００℃以下であるため、加熱手段４０はＮ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口を３００℃以上に加熱することが求められる。
　加熱手段４０によって、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上にＮ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口を加熱する。加熱によりＮ系ガス及びＣｌ系ガスが混合する際の温度が、これらの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度となる。その結果、反応空間Ｋ内でこれらが混合されても固体生成物が発生することは無く、固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
　加熱手段４０は、抵抗加熱方式又は高周波加熱方式のものを用いることができる。加熱手段４０は、Ｎ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口を少なくとも加熱することができればよいが、図１に示すようにその他のガス導入管の導入口を加熱してもよい。各ガス導入口付近を加熱することで、載置台２０とガス導入管３０間の温度差を少なくすることができ、炉体１０内での熱対流を抑制することができる。
　［炉体］
　炉体１０は、成長室を構成する中空部を有する。各ガスは、炉体１０にガス導入管３０から導入され、ガス排出口６０から排出される。また中空部内に、載置台２０が設置され、その載置台２０上にＳｉＣウェハＷを載置し、ＳｉＣエピタキシャル膜を成膜することができる。炉体１０は特に限定されるものではないが、ＳＵＳ等の金属によって構成されていることが一般的である。
　炉体１０には、ガス導入管３０の導入口と載置台２０の間の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上とすることができる構成であることが好ましい。このような構成としては、具体的に以下のような場合がある。
　例えば、図１に示すように、ガス導入管３０の導入口と載置台２０の間を加熱することができる炉体加熱手段５０を設けることができる。図１では、炉体１０内に炉体加熱手段５０が格納された構造としたが、炉体加熱手段は炉体１０の外部に設置してもよい。
　炉体１０のガス導入管３０の導入口と載置台２０の間の内壁を構成する材料に、放射率が高い材料を用いてもよい。この放射率が高い材料とは、放射率が０．５以上であることが好ましく、０．６以上であることがより好ましい。このような材料としては、上述のガス導入管の材料として例示したものを用いることができる。
　炉体１０の反応空間Ｋの周囲に、断熱材またはヒートシールドを設置してもよい（図視略）。断熱材またはヒートシールドを設置することで、炉体１０のガス導入管３０の導入口と載置台２０の間の温度が低下しにくくなる。
　このような構成によれば、反応空間の炉体１０のガス導入管３０の導入口と載置台２０の間の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上とすることができる。当該箇所の温度をこの温度以上とすれば、導入口から離れるに従って温度が下がることを抑制できる。すなわち、導入口付近で生成されなかった固体生成物が、炉体内で再度発生することを抑制することができる。その結果、より固体生成物に伴う欠陥を低減したＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
　炉体１０においてガス導入管３０の導入口と載置台２０との距離は、２００～２０００ｍｍであることが好ましい。ガス導入管３０の導入口と載置台２０との距離が大きければ、固体生成物が生成された場合でも、エピタキシャルウェハの表面に落下する前に気化させることができる。ガス導入管の導入口と載置台との距離は、３００～１０００ｍｍであることがより好ましい。距離が大きすぎると、炉体加熱手段５０の大型化が必要となり、装置コスト、ランニングコストの観点で好ましくない。
　炉体１０は、ガス導入管が載置台の上部に配置された、縦型の炉体構造であってもよい。縦型の炉体構造では、反応空間である炉体が大きくなる。反応空間が大きくなると、ウェハの周囲は輻射の影響が大きくなるため、温度を均一に保つが難しくなる。そのため、ウェハの周囲に至る前に分解することができるＮ系ガスを用いることによる効果がより顕著となる。
　［載置台］
　載置台２０は、ＳｉＣウェハＷを載置するサセプタ２１と、サセプタ２１上に載置されたＳｉＣウェハＷを加熱する加熱機構２２とを有する。サセプタ２１は、上面がＳｉＣウェハＷの載置面となっており、内部に加熱機構２２が配置される空間が形成されている。サセプタ２１には下方に延びる管状の支持軸が備えられ、この支持軸が図示しない回転機構に連結されることで回転可能とされている。加熱機構２２は、ＳｉＣウェハＷの載置面と対向するヒーターなどによって構成されており、サセプタ２１内に設置されている。加熱機構２２には、サセプタ２１の支持軸内部を通して外部から通電されている。ＳｉＣウェハＷは、１５００℃以上に加熱することができる。
　［ガス排出口］
　ガス排出口６０は、炉体１０のうち載置台２０におけるＳｉＣウェハＷの載置面よりも下方に配置されており、ＳｉＣウェハＷを通過した後の未反応ガスを排出する。ガス排出口６０からは真空吸引が行えるようになっており、炉体１０内部の雰囲気圧力を適宜調整することができる。
　（ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法）
　本発明のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間に分離して導入し、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合する。
　本発明のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法において、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとを、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間に分離して導入することは、上述のように、各ガスの導入管及び配管を別にすることで実現することができる。
　Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとは、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合する。図１のＳｉＣ化学気相成長装置では、Ｎ系ガス導入管３１及びＣｌ系ガス導入管３２の導入口を加熱手段４０で加熱することで実現したが、本発明の一態様に係るＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法としては、当該構成に限られない。
　図５は、本発明の一態様に係るＳｉＣ化学成長装置を模式的に説明する断面模式図である。図５の点線で示すように、反応空間Ｋに導入されたＮ系ガスとＣｌ系ガスはそれぞれ流動し、互いに接触した段階から混合が開始される。すなわち、炉体１０のガス供給管３０側の上面から高さｈで示す空間内では、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスは混合されていない。したがって、この空間より図示上の領域では、加熱を行っていなくても固体生成物は生成されない。
　換言すると、ガス導入管３０の導入口を必ずしも加熱する必要はなく、図５に示すように炉体上部加熱手段７０によって、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスが混合に至るまでの領域を加熱することで、固体生成物の発生を抑制してもよい。
　加熱手段４０を設けずに、ガス供給管３０を構成する材料を放射率が高い材料を用いてもよい。具体的には、放射率が０．５以上の材料を用いることができる。例えば、ＳｉＣエピタキシャルウェハを製造する際、ＳｉＣウェハＷの載置面の温度は１６００℃程度まで加熱される。そのため、ガス供給管３０を構成する材料の放射率が高ければ、熱輻射の影響を受け、ガス供給管３０の温度は加熱手段等を設けなくても、固体生成物の沸点または昇華温度以上とすることができる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　本発明の効果を、実施例を用いて具体的に説明する。本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　本実施例では、ＳｉＣエピタキシャル膜を成長させ、形成されたＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア密度の面内均一性及び表面欠陥（ダウンフォール、三角欠陥等）密度を測定した。
［実施例１］
　ＳｉＣ化学気相成長装置として縦型のＳｉＣ化学気相成長装置を用いた。ＳｉＣエピタキシャル膜の成長は、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）及びプロパン（Ｃ３Ｈ８）を原料ガスとし、同時に塩化水素（ＨＣｌ）ガス、不純物ドーピングガスとしてのアンモニアガス（ＮＨ３）を供給して行った。キャリアガス、パージガスとしては水素、アルゴンを用いた。すなわち、実施例１においてＣｌ系ガスは、トリクロロシラン及び塩化水素ガスであり、Ｎ系ガスは、アンモニアである。
　ＳｉＣ化学気相成長装置の反応空間に、これらのガスを導入するガス導入管は２種類あり（Ｓｉ系ガス導入管、Ｎ系ガス導入管がそれぞれ複数ある。）、第１のガス導入管からはトリクロロシラン及び塩化水素ガス、第２のガス導入管からはプロパンガス及びアンモニアを導入した。すなわち、実施例１においてＣｌ系ガスとＮ系ガスは分離して導入されている。第１のガス導入管と第２のガス導入管の導入口は、ヒーターによって１０００℃に加熱した。トリクロロシラン又は塩化水素ガスとアンモニアが混合した際に形成される固体生成物は、塩化アンモニウムである。ヒーターによって加熱した１０００℃は、塩化アンモニウムの融点である３３８℃以上である。成膜時の圧力は、２６．７ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）、成長速度は５７μｍ／ｈ、アンモニアガスの流量は０．１ｓｃｃｍとした。このような条件のもとで、４インチのＳｉＣウェハ上にＳｉＣエピタキシャル膜を成長させた。
［比較例１］
　キャリアガスとして、アンモニアガスに変えて窒素ガスを用いた点が実施例１と異なる。この際の窒素ガスの流量は１４．２ｓｃｃｍとした。その他の点は実施例１と同一とした。窒素ガスは、Ｎ原子同士の３重結合を有するためＮ系ガスには該当しない。
　実施例１で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア密度の面内均一性の偏差値は１８％であり、比較例１で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア密度の面内均一性の偏差値は１３２％であった。この面内均一性の偏差値は、「面内の最大のキャリア密度」と「面内の最小のキャリア密度」の差分をとり、その差分を「面内のキャリア密度の平均値」で割ることで求めた。キャリア密度の最大値と最小値の差が小さければ、面内均一性の偏差値は低くなる。すなわち、実施例１の面内均一性は比較例１の面内均一性に比べて高い。
　実施例１の表面欠陥密度は０．１４ｃｍ－２であり、比較例１の表面欠陥密度も０．１４ｃｍ－２であった。すなわち、実施例１はアンモニアを用いても、表面欠陥密度が高くならなかった。
［実施例２］
　実施例２は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの成長時の圧力を３．３ｋＰａ（２５Ｔｏｒｒ）とした点及び成長速度を４８μｍ／ｈとした点が実施例１と異なる。その他の点は実施例１と同一とした。
［比較例２］
　比較例２は、ＳｉＣエピタキシャルウェハの成長時の圧力を３．３ｋＰａ（２５Ｔｏｒｒ）とした点及び成長速度を４８μｍ／ｈとした点が比較例１と異なる。その他の点は比較例１と同一とした。
　実施例２で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア密度の面内均一性の偏差値は９％であり、比較例１で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア密度の面内均一性の偏差値は１１０％であった。実施例２の面内均一性は比較例２の面内均一性に比べて高い。
　実施例２の表面欠陥密度は０．００ｃｍ－２であり、比較例２の表面欠陥密度は０．２９ｃｍ－２であった。すなわち、実施例２はアンモニアを用いても、表面欠陥密度が高くならなかった。
［実施例３］
　実施例３は、ＳｉＣエピタキシャルウェハのサイズを６インチとした点のみが実施例２と異なる。その他の点は実施例２と同一とした。
　実施例３で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハのキャリア密度の面内均一性の偏差値は２１％であった。６インチという大口径にも関わらず、高い面内均一性を得ることができた。
　また実施例３の表面欠陥密度は０．０５ｃｍ－２であり、６インチという大口径にも関わらず、低い表面欠陥密度を得ることができた。
　上述の実施例及び比較例の結果を以下の表１にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記表１に示すように、実施例１～３はキャリアガスとしてアンモニアを用いることで、キャリア密度の面内均一性の高いＳｉＣエピタキシャルウェハを実現することができた。実施例１～３では、それぞれのガス導入口の温度を、Ｎ系ガスとＣｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度としているため、アンモニアガス（Ｎ系ガス）を用いても、表面欠陥密度の低いＳｉＣエピタキシャルウェハを実現することができた。
　本発明のＳｉＣ化学気相成長装置及びＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法は、面内のキャリア密度の均一性を高くし、かつＳｉＣエピタキシャル膜の欠陥を抑制することを実現できる。そのため、例えば、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等に用いられるＳｉＣエピタキシャルウェハを製造することができる。
１００：ＳｉＣ化学気相成長装置、１０：炉体、２０：載置台、２１：サセプタ、２２：加熱機構、３０：ガス導入管、３１：Ｎ系ガス導入管、３２：Ｃｌ系ガス導入管、３３：Ｓｉ系ガス導入管、３４：Ｃ系ガス導入管、３５：ガス導入口、３６：ガス導入路、３７：外管、３８：成膜処理前室、４０：加熱手段、５０：炉体加熱手段、６０：ガス排出口、７０：炉体上部加熱手段、Ｗ：ＳｉＣウェハ、Ｋ：反応空間、Ｎ：Ｎ系ガス、Ｓｉ：Ｓｉ系ガス、Ｃ：Ｃ系ガス、Ｃｌ：Ｃｌ系ガス、ｐ：パージガス

Claims (9)

  1. 　分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスと、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスとを、ＳｉＣエピタキシャル成長の反応空間に分離して導入し、
    　前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上の温度で混合するＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  2. 　前記反応空間全体の温度を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上とする請求項１に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  3. 　前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとを混合する際の圧力を１５ｋＰａ以下とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  4. 　前記Ｎ系ガスが、メチルアミン（ＣＨ５Ｎ）、ジメチルアミン（Ｃ２Ｈ７Ｎ）、トリメチルアミン（Ｃ３Ｈ９Ｎ）、アニリン（Ｃ６Ｈ７Ｎ）、アンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ジメチルヒドラジン（Ｃ２Ｈ８Ｎ２）及びその他アミンからなる群から選択されるいずれか一つである請求項１～３のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  5. 　前記Ｃｌ系ガスが、ＨＣｌまたはクロロシラン系化合物である請求項１～４のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  6. 　成長空間を構成する炉体と、
    　前記炉体内に備えられＳｉＣウェハを載置する載置台と、
    　前記炉体内へガスを導入するガス導入管とを有し、
    　前記ガス導入管が、分子内にＮ原子を含みかつＮ原子同士の２重結合、３重結合のいずれも有さない分子で構成される塩基性のＮ系ガスを導入するＮ系ガス導入管と、分子内にＣｌ原子を含む分子で構成されるＣｌ系ガスを導入するＣｌ系ガス導入管とを、互いに分離して有し、
    　前記Ｎ系ガス導入管及び前記Ｃｌ系ガス導入管の導入口を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上に加熱できる加熱手段とを備えることを特徴とするＳｉＣエピタキシャル成長装置。
  7. 　前記ガス導入管の導入口と前記載置台の間の温度を、前記Ｎ系ガスと前記Ｃｌ系ガスとの混合によって生じる固体生成物の沸点または昇華温度以上にできる請求項６に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
  8. 　前記ガス導入管の導入口と前記載置台との距離が、２００～２０００ｍｍである請求項６または請求項７のいずれかに記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
  9. 　前記ガス導入管が前記載置台の上部に配置された、縦型の炉体構造を備える請求項６～８のいずれか一項に記載のＳｉＣエピタキシャル成長装置。
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