JPH02267196A - 炭化硅素の選択的結晶成長方法 - Google Patents

炭化硅素の選択的結晶成長方法

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JPH02267196A
JPH02267196A JP8862089A JP8862089A JPH02267196A JP H02267196 A JPH02267196 A JP H02267196A JP 8862089 A JP8862089 A JP 8862089A JP 8862089 A JP8862089 A JP 8862089A JP H02267196 A JPH02267196 A JP H02267196A
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JP
Japan
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gas
silicon
substrate
sic
based gas
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JP8862089A
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Yoshio Oshita
祥雄 大下
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NEC Corp
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NEC Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はシリコン基板上の炭化硅素の選択的成長方法に
関する。
(従来の技術) CVD法による炭化硅素(SiC)結晶成長において、
大口径の基板に均一に、あるいは特定の場所に制御住良
< SiC膜を形成することはデバイスの設計上重要で
ある。従来、SiCの結晶の成長は、加熱された基板を
キャリアガスである水素ガスと原料ガスにさらすことに
より行われている。原料ガスとしては、シリコン原料と
してSiH4、Si2H6,5iH2C12などが使用
されている。また、炭素原料としてはC3H5、C2H
2などが使用されている。基板としては、シリコン、サ
ファイアなどが用いられている。SiH4とC2H2を
原料とし、基板としてはシリコンを用いた結晶成長例に
取って説明する。縦型あるいは横型の反応管の中に、通
常〜1400度に加熱したサセプタ上にシリコン基板を
保持し、キャリアガスである水素ガスに対して数%程度
のSiH4ガスならびにC2H2ガスを混合したものを
反応管の上流から流すことにより基板の上にSiCを堆
積させている。また、成長に先立って、炭化法あるいは
スパッタ法などによりバッファー層を形成することもあ
る。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、従来の成長方法で成長を行うと基板全面
にSiC結晶が成長してしまう。SiCは化学的に非常
に安定な材料・であるため、全面に成長させた後に、エ
ツチングにより不用な部分を除去することが非猟に困難
であるという問題がある。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、シリコン基板上の任意の場所に選択的にSiCを成長
させることが可能となるSiC膜成長方法を提供するこ
とである。
(問題点を解決するための手段〕 本発明は、シリコン系ガスと炭化水素系ガスを原料とし
たCVD法により炭化硅素を成長させる方法において、
マスク材で部分的に覆われたシリコン基板」二にシリコ
ン系カスと塩化水素ガスと炭化水素系カスの順もしくは
炭化水素系ガスとシリコン系ガスと塩化水素カスの順に
流す工程を繰り返し行うことを特徴とする炭化硅素の選
択的成長力法を提供するものである。
本発明によれば、ギヤリアカスと原料カスの他にHCI
ガスを用い、例えば塩化シリコン系カスあるいは水素化
シリコン系ガス、塩化水素カス、炭化水素系ガスの順番
か、あるいは炭化水素系カス、塩化シリコン系ガスある
いは水素化シリコン系カス、塩化水素ガスの順番にガス
を)Aシずことを−サイクルとして、このサイクルを何
度も行なうこと、基板として基板表面の一部がマスク利
により覆われているシリコンを使用することに」:リシ
リコン基板」−に選択成長を行うことが可能となる。
原料ガスあるいはギヤリアガスとMCIカスとの流量比
は原料ガス量ならびにギヤリアカス量あるいは成長温度
などにより異なり、使用される原料ガスならびにキャリ
アガス量に於て選択成長膜が得られる最適の役割に適宜
選択され得る。
また、それぞれのガスを流している時間あるいはカスを
流さない時間に関しても選択成長膜が得られる割合に適
宜選択される。
(作用) これまでの成長に於て選択成長が実現できなかった原因
に次のことが挙げられる。これまでの成長方法では、シ
リコン基板の上だけでなくマスク拐として用いられた誘
電体絶縁材料の上にもジノコン原子が堆積することが考
えられる。これはシリコンの結晶成長において、通常、
選択性なくシリコン基板の上と同様に誘電体絶縁膜上に
もシリコンが堆積することから類推される。このように
−度堆積したシリコン原子と炭素原子が反応するとそこ
でSiCが生成される。このように−度生成して基板上
に堆積したSiCは再び気相に離脱する可能性はほとん
どない。また、このようなSiCがいくつか集まると基
板上を泳動することも不可能となる。このため、ある材
料の上にはSiCが成長するが、ある材料の」二にはS
iCが成長しないという選択性は得られない。選択性を
実現するためには、SiC膜を成長させたくないところ
にはシリコンを吸着さぜないか、あるいは吸着してもす
みやかに表面から離脱するようにすれば良い。ここで重
要なことは、SiCとして取り込まれたシリコン原子は
SiCの構成元素として安定であり容易にエツチングさ
れないのに列して、誘電体絶縁膜などのシリコン以外の
材料からなるマスクオAの」−に存在するシリコン原子
は容易にエツチングすることが可能であることである。
SiC結晶をエツチングすることなく、シリコン結晶を
エツチングすることが出来るカスとしてはHCIガスが
ある。このため、原本lガスとキャリアガスにHCIガ
スを混合することにより選択成長が可能となる。誘電体
絶縁膜を利用した選択成長に於て、誘電体絶縁膜の上に
堆積しノコシリコン原子は次に流されるMCIガスのエ
ツチング効果により除去される。このため、誘電体絶縁
膜の上にSiCは成長することが出来ない。さらに、1
000’Cの温度では、酸化膜上に炭素原子は堆積しな
い。
一方、選択成長用基板の開口部であるシリコン結晶上に
は通常の成長であるのでSiC結晶を成長させることが
可能となる。
(実施例) 次に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。
(実施例1) 第1図は本発明の方法に用いられる半導体成長装置の一
例を示す概略構成図である。
装置は、成長を行う反応管1、基板8を保持するための
サセプタ(SiCコートしたグラファイト製)2、基板
8ならびにサセプタ2、加熱装置3、ボンベ4a。
4b、 4c、 4d、ガスミキサー5、流量制御部6
、各ガスの精製装置7a、 7bから構成されている。
原料ガスとしては100%5iH2C12カス、水素5
%希釈C2H2ガス、エツチングガスとしては100%
HCIガス、ギヤリアガスとしては水素を使用している
。キA・リアガスは高純度精製装置により精製して使用
した。基板としては、(100)の面方位をもつ直径3
インチのシリコン基板に酸化膜を熱堆積法により約50
00人堆積させたものを、RIE法により一部ドライエ
ツチングを行い、その後約400Å犠牲酸化によりダメ
ージ層を除去した選択成長用基板(図2)を用いた。基
板の前処理としてはブランソン洗浄を行った。基板を水
素61/min、温度1000°C1時間5分の条件で
ベーキングすることによりシリコン基板表面の自然酸化
膜を除去したのち、水素61/min、 C2H210
cc/min、 ?H度10000C1時間10分間炭
化を行った。その後、水素61/mim、 C2H2を
10cc/min 30秒の条件で流した。
その後、30秒間水素ガスのみを流して管内をパージし
た。次に5iH2CI2を5cc/min 30秒間流
した。次に、水素ガスだけを30秒間流した後、最後に
HCIを200cc/min 30秒間流した。成長温
度1000’Cの条件でこのくりかえしを行った。その
結果、SiC層を基板のシリコンが露出した部分にのみ
選択的に成長することが出来た。本実施例に於ては、マ
スク材として酸化膜を用いた場合に関して説明したが、
窒化膜などの他の材料を用いても同様な効果が得られる
。また、本実施例に於ては、シリコンの原料ガスとして
5iH2C12を用いたが、他の塩化シリコン系ガスに
おいても同様な結果が得られる。なお、このSiCの選
択成長は、基板温度650〜1300°Cの間で、成長
圧力は常圧以下で確認できた。ガス流量゛・、(7) についてもマスク材上に核成長が起こらない範囲であれ
ば可変である。
(実施例2) 第1図は本発明の方法に用いられる半導体成長装置の一
例を示す概略構成図である。
装置は、成長を行う反応管1、基板8を保持するための
サセプタ(SiCコートしたグラファイト製)2、基板
8ならびにサセプタ2、加熱装置3、ボンベ4a。
4b、 4c、 4d、ガスミキサー5、流量制御部6
、各ガスの精製装置’la、1bから構成されている。
原料ガスとしては5%希釈SiH4ガス、水素5%希釈
C2H2ガス、エツチングガスとしては100%HCI
ガス、キャリアガスとしては水素を使用している。キャ
リアガスは高純度精製装置により精製して使用した。基
板としては、(100)の面方位をもつ直径3インチの
シリコン基板に酸化膜を熱堆積法により約5000人堆
積させたものを、RIE法により一部ドライエツチング
を行い、その後約400人犠牲酸化によりダメージ層を
除去した選択成長用基板(第2図)を用いた。基板の前
処理としてはブランソン洗浄を行った。基板を水素61
/min、温度1000°C1時間5分の条件でベーキ
ングすることによりシリコン基板表面の自然酸化膜を除
去したのち、水素61/min、 C2H210cc/
min、温度1000°C1時間10分間炭化を行った
。その後、水素61/min、30秒間水素ガスのみを
流して管内をパージした。次にSiH4を5cc/mi
n 30秒間流した。次に、水素ガスだけを30秒間流
した後、HCIを200cc/min 30秒間流した
。最後に、C2H2を10cc/m1n30秒の条件で
流した。成長温度1000°Cの条件でこのくりかえし
を行った。その結果、SiC層を基板のシリコンが露出
した部分にのみ選択的に成長することが出来た。本実施
例に於ては、マスク材として酸化膜を用いた場合に関し
て説明したが、窒化膜などの他の材料を用いても同様な
効果が得られる。また、本実施例に於ては、シリコンの
原料としてSiH4を用いたが、Si2H6のような他
の水素化シリコン系ガスにおいても同様な結果が得られ
る。なお、このSiCの選択成長は、基板温度900〜
1300°C1成長圧力は常圧以下で確認できた。
ガス流量についてもマスク材上に核成長が起こらない範
囲であれば可変である。
以」二の実施例においては、SiC原料として、塩化シ
リコン系ガスもしくは水素化シリコンガスを炭素系ガス
はC2H2ガスを各々用いたが、本発明の効果は原料ガ
スの種類に依存するものでなく、要は原料ガスと塩化水
素ガスを交互に供給すれば良い。
(発明の効果) 以上詳細に述べた通り、本発明の方法によればCVD法
によりシリコン基板上にSiC膜を成長させる際に、キ
ャリアガスと原料ガスの他にシリコンのエツチングガス
であるHCIガスを用い、シリコン系ガス、塩化水素ガ
ス、炭化水素系ガスの順番か、あるいは炭化水素系ガス
、シリコン系ガス、塩化水素ガスの順番にガスを流すこ
とを−サイクルとして、このサイクルを何度も行うこと
、かつ基板として基板表面の一部がマスク材により覆わ
れているシリコンを使用することにより、マスク材上に
堆積したシリコン原子を除くことができる。このためS
iCの選択成長を従来よりも確実に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法に用いられる半導体装置の一例を
示す概略構成図、第2図は選択成長に際して用いた基板
の概略を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)シリコン系ガスと炭化水素系ガスを原料としたCV
    D法により炭化硅素を成長させる方法において、マスク
    材で部分的に覆われたシリコン基板上にシリコン系ガス
    と塩化水素ガスと炭化水素系ガスの順番か炭化水素系ガ
    スシリコン系ガスと塩化水素ガスの順にガスを流す工程
    を繰り返し行うことを特徴とする炭化硅素の選択的成長
    方法。 2)請求項1記載のシリコン系ガスとして水素化シリコ
    ン系ガスを用いることを特徴とする炭化硅素の選択的成
    長方法。 3)請求項1記載のシリコン系ガスとして塩化シリコン
    系ガスを用いることを特徴とする炭化硅素の選択的成長
    方法。
JP8862089A 1989-04-07 1989-04-07 炭化硅素の選択的結晶成長方法 Pending JPH02267196A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016067918A1 (ja) * 2014-10-31 2017-07-20 富士電機株式会社 炭化珪素エピタキシャル膜の成長方法
JPWO2022172787A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016067918A1 (ja) * 2014-10-31 2017-07-20 富士電機株式会社 炭化珪素エピタキシャル膜の成長方法
JPWO2022172787A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18
WO2022172787A1 (ja) * 2021-02-15 2022-08-18 住友電気工業株式会社 炭化珪素エピタキシャル基板
US12516443B2 (en) 2021-02-15 2026-01-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Silicon carbide epitaxial substrate

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