JPH0465145B2 - - Google Patents
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- JPH0465145B2 JPH0465145B2 JP6933686A JP6933686A JPH0465145B2 JP H0465145 B2 JPH0465145 B2 JP H0465145B2 JP 6933686 A JP6933686 A JP 6933686A JP 6933686 A JP6933686 A JP 6933686A JP H0465145 B2 JPH0465145 B2 JP H0465145B2
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- silicon carbide
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Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
＜技術分野＞
本発明は電子材料あるいは基板材料として有用
な結晶構造と非晶質構造の混在する炭化珪素膜
（以下微結晶炭化珪素と称す）を得るための薄膜
作製技術に関するものである。
な結晶構造と非晶質構造の混在する炭化珪素膜
（以下微結晶炭化珪素と称す）を得るための薄膜
作製技術に関するものである。
＜従来技術＞
水素化非晶質珪素膜（以下ａ−Si：Ｈと記す）
の電気的性質を改善する即ち不純物添加によるド
ーピングの効果を高めるもしくはキャリアの移動
度を大きくするために結晶構造と非晶質構造の混
在する珪素膜（微結晶珪素膜）を利用することが
提唱され、すでに太陽電池あるいは薄膜トランジ
スタ等の電子デバイスへの応用が報告されてい
る。一方非晶質炭化珪素（ａ−SiC：Ｈ）はａ−
Si：Ｈよりもバンドギヤツプの大きな材料として
注目を集めており、太陽電池の窓材料などに応用
されているが、一般にａ−Si：Ｈに比べて電気的
性質の劣るものしか得られておらず、従って、ａ
−Si：Ｈにとって代わるデバイス材料として利用
する上で必要な素子特性の向上のためにはａ−
SiC：Ｈの電気的性質を改善することが重要な課
題となる。このａ−SiC：Ｈに関しても、微結晶
珪素膜と同様に微結晶化に伴なう電気的性質の向
上が期待されている。また炭化珪素材料の熱伝導
性が大きいことを利用してこの材料をLSI基板と
して用いることも期待されている。このような要
素を満たすためにはこの材料の結晶化技術の確立
が必要と考えられる。
の電気的性質を改善する即ち不純物添加によるド
ーピングの効果を高めるもしくはキャリアの移動
度を大きくするために結晶構造と非晶質構造の混
在する珪素膜（微結晶珪素膜）を利用することが
提唱され、すでに太陽電池あるいは薄膜トランジ
スタ等の電子デバイスへの応用が報告されてい
る。一方非晶質炭化珪素（ａ−SiC：Ｈ）はａ−
Si：Ｈよりもバンドギヤツプの大きな材料として
注目を集めており、太陽電池の窓材料などに応用
されているが、一般にａ−Si：Ｈに比べて電気的
性質の劣るものしか得られておらず、従って、ａ
−Si：Ｈにとって代わるデバイス材料として利用
する上で必要な素子特性の向上のためにはａ−
SiC：Ｈの電気的性質を改善することが重要な課
題となる。このａ−SiC：Ｈに関しても、微結晶
珪素膜と同様に微結晶化に伴なう電気的性質の向
上が期待されている。また炭化珪素材料の熱伝導
性が大きいことを利用してこの材料をLSI基板と
して用いることも期待されている。このような要
素を満たすためにはこの材料の結晶化技術の確立
が必要と考えられる。
プラズマCVD法あるいはスパツタリング法に
よる微結晶炭化珪素膜製作に関する報告は数件あ
るが、いずれも基板温度が550℃以上の条件で微
結晶化することを報告しているものである。しか
しながら、実際の素子への応用を考えると、550
℃より低温で微結晶炭化珪素膜を得るための膜作
製技術を確立することが重要な課題として残され
ている。
よる微結晶炭化珪素膜製作に関する報告は数件あ
るが、いずれも基板温度が550℃以上の条件で微
結晶化することを報告しているものである。しか
しながら、実際の素子への応用を考えると、550
℃より低温で微結晶炭化珪素膜を得るための膜作
製技術を確立することが重要な課題として残され
ている。
＜発明の目的＞
本発明は上記現状に鑑み、プラズマCVD法に
よつて炭化珪素膜を作製する場合に、原料ガスを
水素ガスにより希釈することによつて微結晶炭化
珪素膜を例えば基板温度400℃以下の低温でも得
ることのできる微結晶炭化珪素膜の作製方法を提
供することを目的とするものである。
よつて炭化珪素膜を作製する場合に、原料ガスを
水素ガスにより希釈することによつて微結晶炭化
珪素膜を例えば基板温度400℃以下の低温でも得
ることのできる微結晶炭化珪素膜の作製方法を提
供することを目的とするものである。
＜実施例＞
以下、プラズマCVD法により微結晶炭化珪素
膜を作製する場合について本発明の１実施例を説
明する。プラズマCVD法では原料ガスとして珪
化物気体、炭化物気体が用いられている。本実施
例ではシラン（SiH4）とメタン（CH4）を原料
ガスとして用いた場合の例を示す。
膜を作製する場合について本発明の１実施例を説
明する。プラズマCVD法では原料ガスとして珪
化物気体、炭化物気体が用いられている。本実施
例ではシラン（SiH4）とメタン（CH4）を原料
ガスとして用いた場合の例を示す。
反応容器内にシラン、メタン及び水素から成る
混合ガスを導入し、グロー放電分解することによ
り、混合ガスが相互に分解反応してガラス、石
英、ステンレス等の基板上に炭化珪素膜が成長す
る。シラン、メタン、水素の各ガスは各々流量制
御装置（マスフローコントローラー）を介して供
給される。これらの混合ガスは反応容器内へ供給
され、反応容器からロータリーポンプを介してあ
るいはこれにメカニカルブースターポンプや油拡
散ポンプを併用させて排気させる。
混合ガスを導入し、グロー放電分解することによ
り、混合ガスが相互に分解反応してガラス、石
英、ステンレス等の基板上に炭化珪素膜が成長す
る。シラン、メタン、水素の各ガスは各々流量制
御装置（マスフローコントローラー）を介して供
給される。これらの混合ガスは反応容器内へ供給
され、反応容器からロータリーポンプを介してあ
るいはこれにメカニカルブースターポンプや油拡
散ポンプを併用させて排気させる。
プラズマCVD法により炭化珪素膜を作製する
場合のパラメータには基板温度、ガス流量、ガス
圧、投入高周波電力等がある。ここで、膜質の水
素希釈率（水素ガスに対する原料ガスの割合）依
存性を調べるため、以下の例ではガス圧、投入高
周波電力を各々2Torr、0.3W／cm2の値に一定と
した。基板温度は350℃から600℃まで変化させ各
基板温度に対し、原料ガスと水素ガスの流量を
各々変化させて水素ガスに対する原料ガスの割合
を２から0.002まで変化させた。90〜120分間の成
長により約2000〜5000Åの厚さの膜を得た。得ら
れた膜の炭素組成比（膜内の炭素原子数／膜内の
炭素と珪素の原子数の和）はオージエ電子分光法
により測定した。その結果いずれの膜も測定値は
ほぼ0.5であった。また得られた膜の結晶性評価
は反射電子線回折法（RHEED）により行なっ
た。添附図面は微結晶炭化珪素膜が成長するため
の生成条件を示す説明図である。ここで微結晶炭
化珪素膜とは立方晶炭化珪素の（111）（220）
（311）各面からの電子線回折が得られたものであ
る。基板温度が600℃の条件では水素ガスに対す
る原料ガスの割合に関係なく微結晶炭化珪素膜が
得られた。基板温度500℃の条件では水素ガスに
対する原料ガスの割合が２から0.1の範囲では得
られた膜は非晶質炭化珪素膜であつた。それに対
し水素ガスに対する原料ガスの割合が0.05以下の
条件では微結晶炭化珪素膜が得られた。さらに基
板温度が350℃の条件でも水素ガスに対する原料
ガスの割合を0.01以下とすることによつて微結晶
炭化珪素膜が得られることが判明した。
場合のパラメータには基板温度、ガス流量、ガス
圧、投入高周波電力等がある。ここで、膜質の水
素希釈率（水素ガスに対する原料ガスの割合）依
存性を調べるため、以下の例ではガス圧、投入高
周波電力を各々2Torr、0.3W／cm2の値に一定と
した。基板温度は350℃から600℃まで変化させ各
基板温度に対し、原料ガスと水素ガスの流量を
各々変化させて水素ガスに対する原料ガスの割合
を２から0.002まで変化させた。90〜120分間の成
長により約2000〜5000Åの厚さの膜を得た。得ら
れた膜の炭素組成比（膜内の炭素原子数／膜内の
炭素と珪素の原子数の和）はオージエ電子分光法
により測定した。その結果いずれの膜も測定値は
ほぼ0.5であった。また得られた膜の結晶性評価
は反射電子線回折法（RHEED）により行なっ
た。添附図面は微結晶炭化珪素膜が成長するため
の生成条件を示す説明図である。ここで微結晶炭
化珪素膜とは立方晶炭化珪素の（111）（220）
（311）各面からの電子線回折が得られたものであ
る。基板温度が600℃の条件では水素ガスに対す
る原料ガスの割合に関係なく微結晶炭化珪素膜が
得られた。基板温度500℃の条件では水素ガスに
対する原料ガスの割合が２から0.1の範囲では得
られた膜は非晶質炭化珪素膜であつた。それに対
し水素ガスに対する原料ガスの割合が0.05以下の
条件では微結晶炭化珪素膜が得られた。さらに基
板温度が350℃の条件でも水素ガスに対する原料
ガスの割合を0.01以下とすることによつて微結晶
炭化珪素膜が得られることが判明した。
このような水素ガスに対する原料ガスの割合を
下げることによる微結晶炭化珪素膜成長の原因と
しては、水素原子の動きにより炭素原子が周囲の
原子と四配位結合で膜構造に含まれ易くなり、そ
の結果炭素及び珪素原子が結晶構造をとりながら
配列するのに必要なエネルギーが低下したことが
考えられる。
下げることによる微結晶炭化珪素膜成長の原因と
しては、水素原子の動きにより炭素原子が周囲の
原子と四配位結合で膜構造に含まれ易くなり、そ
の結果炭素及び珪素原子が結晶構造をとりながら
配列するのに必要なエネルギーが低下したことが
考えられる。
なお、反応に供するガスは種々のシラン系ガス
と炭化水素系ガスが実施に供される。
と炭化水素系ガスが実施に供される。
＜発明の効果＞
以上詳説した如く、本発明によれば微結晶炭化
珪素膜を基板温度400℃以下の比較的低温で得る
ことができ電子材料あるいは基板材料としての基
礎素材とすることができる。
珪素膜を基板温度400℃以下の比較的低温で得る
ことができ電子材料あるいは基板材料としての基
礎素材とすることができる。
添付図面は水素ガスに対する原料ガスの割合及
び基板温度を変えた場合の微結晶炭化珪素膜成長
条件を示す説明図である。○印および×印は得ら
れた膜がそれぞれ微結晶炭化珪素膜および非晶質
炭化珪素膜であつたことを示す。
び基板温度を変えた場合の微結晶炭化珪素膜成長
条件を示す説明図である。○印および×印は得ら
れた膜がそれぞれ微結晶炭化珪素膜および非晶質
炭化珪素膜であつたことを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水素ガスによる原料ガスの希釈率が0.05以下
の値となるように原料ガスの割合を薄く設定して
前記希釈率によって定まる500℃以下の温度に設
定された基板上に結晶質構造と非晶質構造の混在
した炭化珪素膜をプラズマCVD法により堆積さ
せることを特徴とする微結晶炭化珪素膜の製造方
法。 ２ 水素ガスによる原料ガスの希釈率を0.01以下
とし、基板温度を350℃前後に設定した特許請求
の範囲第１項記載の微結晶炭化珪素膜の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933686A JPS62224674A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 微結晶炭化珪素膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6933686A JPS62224674A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 微結晶炭化珪素膜の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224674A JPS62224674A (ja) | 1987-10-02 |
| JPH0465145B2 true JPH0465145B2 (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13399606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6933686A Granted JPS62224674A (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 微結晶炭化珪素膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62224674A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2692091B2 (ja) * | 1987-10-31 | 1997-12-17 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 炭化ケイ素半導体膜およびその製造方法 |
| US5465680A (en) * | 1993-07-01 | 1995-11-14 | Dow Corning Corporation | Method of forming crystalline silicon carbide coatings |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP6933686A patent/JPS62224674A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62224674A (ja) | 1987-10-02 |
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