JPH0628250B2 - 砒素拡散剤とその成形物の製法およびこれを使用した半導体装置の製造方法 - Google Patents
砒素拡散剤とその成形物の製法およびこれを使用した半導体装置の製造方法Info
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- JPH0628250B2 JPH0628250B2 JP63178836A JP17883688A JPH0628250B2 JP H0628250 B2 JPH0628250 B2 JP H0628250B2 JP 63178836 A JP63178836 A JP 63178836A JP 17883688 A JP17883688 A JP 17883688A JP H0628250 B2 JPH0628250 B2 JP H0628250B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は砒素拡散剤およびその成形物の製法、特には成
形がし易く、取扱いが容易で、飛散し難く、したがって
環境汚染するおそれがなく、さらには拡散源としての寿
命が長く、安価であるということから、半導体基板例え
ばシリコンなどの半導体装置の砒素拡散剤として有用と
される新規な砒素拡散剤およびその成形物の製法に関す
るものであり、さらにはこれを使用して半導体基板に砒
素を拡散してなる半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
形がし易く、取扱いが容易で、飛散し難く、したがって
環境汚染するおそれがなく、さらには拡散源としての寿
命が長く、安価であるということから、半導体基板例え
ばシリコンなどの半導体装置の砒素拡散剤として有用と
される新規な砒素拡散剤およびその成形物の製法に関す
るものであり、さらにはこれを使用して半導体基板に砒
素を拡散してなる半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
(従来の技術) シリコンウェーハなどの半導体基板に砒素をドープする
方法としてはシリコンウェーハと粉末状砒素をカプセル
内に真空封入することによって行なわれているが、この
砒素表面が酸化されているとシリコンウェーハを予じめ
真空中で熱処理をしておく必要がある。
方法としてはシリコンウェーハと粉末状砒素をカプセル
内に真空封入することによって行なわれているが、この
砒素表面が酸化されているとシリコンウェーハを予じめ
真空中で熱処理をしておく必要がある。
そのため、この砒素拡散用には砒化シリコン結晶を使用
することが提案されており(特公昭53−44789号
公報参照)、これによれば容易な前処理作業でウェーハ
表面に結晶欠陥を発生させることなく、性格にドープ量
も制御することができるとされており、これを使用した
半導体製造の製造方法についてはこの砒化シリコンを取
扱い容易な板状体として使用する方法、またはこれをペ
レット状にして使用する方法も提案されている(特公昭
57−22209号、特公昭57−22210号公報参
照)が、この砒化シリコン自体は薄層の多層積層状構造
をなすものであるために剥離し易く、柔らかいために作
業性がわるく、反覆使用がしにくいことから、その使用
が制限されるという不利がある。
することが提案されており(特公昭53−44789号
公報参照)、これによれば容易な前処理作業でウェーハ
表面に結晶欠陥を発生させることなく、性格にドープ量
も制御することができるとされており、これを使用した
半導体製造の製造方法についてはこの砒化シリコンを取
扱い容易な板状体として使用する方法、またはこれをペ
レット状にして使用する方法も提案されている(特公昭
57−22209号、特公昭57−22210号公報参
照)が、この砒化シリコン自体は薄層の多層積層状構造
をなすものであるために剥離し易く、柔らかいために作
業性がわるく、反覆使用がしにくいことから、その使用
が制限されるという不利がある。
(発明の構成) 本発明はこのような不利を解決した砒素拡散剤およびそ
の成形物の製法に関するものであり、これは砒化シリコ
ン、酸化砒素およびシリカとからなる砒素拡散剤および
砒化シリコン、酸化砒素およびシリカの混合物を形成
し、これを800〜1,200℃に加熱し焼結してなる
ことを特徴とする製法に関する。
の成形物の製法に関するものであり、これは砒化シリコ
ン、酸化砒素およびシリカとからなる砒素拡散剤および
砒化シリコン、酸化砒素およびシリカの混合物を形成
し、これを800〜1,200℃に加熱し焼結してなる
ことを特徴とする製法に関する。
すなわち、本発明者らは砒化シリコンの取扱い方法につ
いて種々検討した結果、砒化シリコン(SiAs)を酸
化砒素(As2O5、As2O3など)およびシリカ(Si
O2)と混合し、成形してから加熱焼結すると砒化シリ
コンが酸化砒素、シリカとの混合物として固形の成形体
となり、したがって砒化シリコンだけが剥離したり、気
化することがなくなるので、作業性のよいものになると
いうことを見出すと共に、このものを半導体基板例えば
シリコンウェーハと共にカプセル内に封入して加熱処理
すればこのものは容易に砒素を放出するのでシリコンウ
ェーハの砒素ドープが容易に行なわれることを確認し、
この砒素拡散剤を構成する各成分の種類、配合量、成形
体の製造方法などについての研究を進めて本発明を完成
させた。
いて種々検討した結果、砒化シリコン(SiAs)を酸
化砒素(As2O5、As2O3など)およびシリカ(Si
O2)と混合し、成形してから加熱焼結すると砒化シリ
コンが酸化砒素、シリカとの混合物として固形の成形体
となり、したがって砒化シリコンだけが剥離したり、気
化することがなくなるので、作業性のよいものになると
いうことを見出すと共に、このものを半導体基板例えば
シリコンウェーハと共にカプセル内に封入して加熱処理
すればこのものは容易に砒素を放出するのでシリコンウ
ェーハの砒素ドープが容易に行なわれることを確認し、
この砒素拡散剤を構成する各成分の種類、配合量、成形
体の製造方法などについての研究を進めて本発明を完成
させた。
本発明の砒素拡散剤を構成する第1成分としての砒化シ
リコンは公知のものでよく、したがってこれは砒素と金
属シリコンとを真空封入してシリコンを1,083℃以
上、砒素を640℃以上にそれぞれ加熱し溶融、冷却し
てSiAsとすればよい。
リコンは公知のものでよく、したがってこれは砒素と金
属シリコンとを真空封入してシリコンを1,083℃以
上、砒素を640℃以上にそれぞれ加熱し溶融、冷却し
てSiAsとすればよい。
つぎにこの砒素拡散剤を構成する第2成分としてのシリ
カはこの砒素拡散剤の成形材とされるものであり、これ
は公知のものとすればよいが、できれば粒度が1〜5μ
m程度の微細なものとすることがよく、したがってこれ
にはヒュームドシリカ、石英粉末などが好適とされる。
なお、このシリカの添加量は砒化シリコン100重量部
に対して100重量部より少なくすると焼結体の強度維
持が困難となり、300重量部より多くすると砒素(A
s)の含有率が不充分となるので100〜300重量部
の範囲とすることがよい。
カはこの砒素拡散剤の成形材とされるものであり、これ
は公知のものとすればよいが、できれば粒度が1〜5μ
m程度の微細なものとすることがよく、したがってこれ
にはヒュームドシリカ、石英粉末などが好適とされる。
なお、このシリカの添加量は砒化シリコン100重量部
に対して100重量部より少なくすると焼結体の強度維
持が困難となり、300重量部より多くすると砒素(A
s)の含有率が不充分となるので100〜300重量部
の範囲とすることがよい。
また、この砒素拡散材を構成する第3成分として酸化砒
素(As2O5、As2O3等)はバインダーとして添加さ
れるものであるが、この添加量は砒化シリコン100重
量部に対して200重量部より多くすると過剰な空隙が
多くなるので200重量部以下とすればよい。
素(As2O5、As2O3等)はバインダーとして添加さ
れるものであるが、この添加量は砒化シリコン100重
量部に対して200重量部より多くすると過剰な空隙が
多くなるので200重量部以下とすればよい。
この砒素拡散材の成形は上記した砒化シリコン結晶と酸
化砒素およびシリカ粉末を1:0.5〜2:1〜3の重
量比で混合し、ボールミルなどを用いて1〜30時間粉
砕して粒径が1μm程度の均質混合物としたのち、若干
の水分を与えて酸化砒素に吸湿させ、撹拌することによ
って径が約1mmの凝集物としてから、プレス成形すれば
よい。このプレス成形は押圧力が2t/cm2以下では強
度不足のものとなり、8t/cm2以上としても意味がな
いので2〜8t/cm2押圧力で成形すればよく、これに
よれば凝集物が湿潤されているので粉じん発生もなく、
安全に適宜の厚さと外径を有する成形体を容易に得るこ
とができる。
化砒素およびシリカ粉末を1:0.5〜2:1〜3の重
量比で混合し、ボールミルなどを用いて1〜30時間粉
砕して粒径が1μm程度の均質混合物としたのち、若干
の水分を与えて酸化砒素に吸湿させ、撹拌することによ
って径が約1mmの凝集物としてから、プレス成形すれば
よい。このプレス成形は押圧力が2t/cm2以下では強
度不足のものとなり、8t/cm2以上としても意味がな
いので2〜8t/cm2押圧力で成形すればよく、これに
よれば凝集物が湿潤されているので粉じん発生もなく、
安全に適宜の厚さと外径を有する成形体を容易に得るこ
とができる。
なお、この成形体はついで焼成する必要があるが、この
焼成は非酸化性雰囲気で200〜300℃に8〜15時
間加熱したのち、ゆっくり昇温して500〜600℃で
4〜8時間加熱し、ついで800〜1,200℃、好ま
しくは900℃〜1,050℃に10〜20時間加熱す
ればよいが、この時間は処理材料の量、処理温度に応じ
て定めればよい。
焼成は非酸化性雰囲気で200〜300℃に8〜15時
間加熱したのち、ゆっくり昇温して500〜600℃で
4〜8時間加熱し、ついで800〜1,200℃、好ま
しくは900℃〜1,050℃に10〜20時間加熱す
ればよいが、この時間は処理材料の量、処理温度に応じ
て定めればよい。
このようにして得られた成形体は800〜1,200℃
で焼成したものであるので強度の強いものとなり、した
がって工業的に取扱いの容易なものとなるが、これは砒
素分を少なくとも5重量%含有するもので、焼結体から
適量の砒素が供給されるので、これは例えばシリコンウ
ェーハの砒素ドープ材として有用とされる。
で焼成したものであるので強度の強いものとなり、した
がって工業的に取扱いの容易なものとなるが、これは砒
素分を少なくとも5重量%含有するもので、焼結体から
適量の砒素が供給されるので、これは例えばシリコンウ
ェーハの砒素ドープ材として有用とされる。
この成形物を用いた半導体装置の製造は例えばシリコン
ウェーハなどのような半導体基板とこの砒素拡散剤の成
形物を電気炉内で900〜1,200℃に加熱するか、
不活性ガスまたは酸素を添加した不活性ガス気流中又は
減圧下で熱処理することによって砒素でドープされた3
0〜300Ω/□のシート抵抗をもつN型シリコンウェ
ーハを容易に得ることができる。
ウェーハなどのような半導体基板とこの砒素拡散剤の成
形物を電気炉内で900〜1,200℃に加熱するか、
不活性ガスまたは酸素を添加した不活性ガス気流中又は
減圧下で熱処理することによって砒素でドープされた3
0〜300Ω/□のシート抵抗をもつN型シリコンウェ
ーハを容易に得ることができる。
つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。
示したものである。
実施例 砒化シリコン100部と純度が99.999%である五
酸化砒素100部および粒度が5μmであるヒュームド
シリカ200部とを混合し、ボールミル中で30時間粉
砕して平均粒径が1μmの混合物としたのち、これに水
2部(0.5%)を添加し撹拌して粒径が約1mmの凝集
体とし、このものを2.5t/cm2の押圧力でプレス成
形して直径6インチ、厚さ2mmのウェーハ状成形体を作
り、これを260℃で8時間、600℃で4時間、95
0℃で12時間加熱し焼結して砒素拡散剤の成形物を作
った。
酸化砒素100部および粒度が5μmであるヒュームド
シリカ200部とを混合し、ボールミル中で30時間粉
砕して平均粒径が1μmの混合物としたのち、これに水
2部(0.5%)を添加し撹拌して粒径が約1mmの凝集
体とし、このものを2.5t/cm2の押圧力でプレス成
形して直径6インチ、厚さ2mmのウェーハ状成形体を作
り、これを260℃で8時間、600℃で4時間、95
0℃で12時間加熱し焼結して砒素拡散剤の成形物を作
った。
ついで、このようにして作った砒素拡散剤3種の表面お
よび内部におけるけい素と砒素の含有量をエネルギー分
散型X線分析装置でしらべたところ、第1表に示したと
おりの結果が得られ、このものの表面および内部を電子
顕微鏡でしらべたところ、このものは粒径が5μm程度
の微構造中期の粒成長であり、この成形体はマクロ的に
は合成石英多孔質中に砒素シリコン結晶が微粉末の形で
一様に含有されたものであることが確認され、強固で取
扱いが容易であり、安全性の高いものであることが判っ
た。
よび内部におけるけい素と砒素の含有量をエネルギー分
散型X線分析装置でしらべたところ、第1表に示したと
おりの結果が得られ、このものの表面および内部を電子
顕微鏡でしらべたところ、このものは粒径が5μm程度
の微構造中期の粒成長であり、この成形体はマクロ的に
は合成石英多孔質中に砒素シリコン結晶が微粉末の形で
一様に含有されたものであることが確認され、強固で取
扱いが容易であり、安全性の高いものであることが判っ
た。
つぎに、この砒素拡散剤の成形物と直径6インチ、厚さ
500μmのシリコン半導体ウェーハを石英製ボートの
上に交互に3mmの距離に配置し、窒素ガス雰囲気におい
て1,000℃で40分間加熱して砒素の拡散を行なっ
たところ、約150Ω/□のシート抵抗をもつN型のシ
リコンウェーハが得られた。
500μmのシリコン半導体ウェーハを石英製ボートの
上に交互に3mmの距離に配置し、窒素ガス雰囲気におい
て1,000℃で40分間加熱して砒素の拡散を行なっ
たところ、約150Ω/□のシート抵抗をもつN型のシ
リコンウェーハが得られた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 芳宏 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 井口 雅章 東京都千代田区大手町2丁目6番1号 信 越化学工業株式会社本社内 (56)参考文献 特公 昭54−34311(JP,B2) 特公 昭57−22209(JP,B2)
Claims (3)
- 【請求項1】砒化シリコン、酸化砒素およびシリカから
なることを特徴とする砒素拡散剤。 - 【請求項2】砒化シリコン、酸化砒素およびシリカの混
合物を成形し、 800〜 1,200℃に加熱して焼結してなる
ことを特徴とする砒素拡散剤成形物の製造方法。 - 【請求項3】半導体基板と砒化シリコン、酸化砒素およ
びシリカからなる砒素拡散剤とを反応管中に対向配置
し、不活性ガスまたは酸素ガスを添加した不活性ガス気
流中又は減圧下において加熱して、半導体基板に砒素を
拡散させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178836A JPH0628250B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 砒素拡散剤とその成形物の製法およびこれを使用した半導体装置の製造方法 |
| US07/380,616 US4929572A (en) | 1988-07-18 | 1989-07-17 | Dopant of arsenic, method for the preparation thereof and method for doping of semiconductor therewith |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178836A JPH0628250B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 砒素拡散剤とその成形物の製法およびこれを使用した半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228318A JPH0228318A (ja) | 1990-01-30 |
| JPH0628250B2 true JPH0628250B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=16055514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178836A Expired - Lifetime JPH0628250B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 砒素拡散剤とその成形物の製法およびこれを使用した半導体装置の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4929572A (ja) |
| JP (1) | JPH0628250B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR930702095A (ko) * | 1990-10-02 | 1993-09-08 | 죤, 씨. 울훼 | 고체 도핑제 소스와 신속한 열처리를 사용한 실리콘 웨이퍼 도핑장치 및 방법 |
| US5550082A (en) * | 1993-11-18 | 1996-08-27 | The University Of Houston System | Method and apparatus for doping silicon wafers using a solid dopant source and rapid thermal processing |
| US6913547B2 (en) | 1997-05-27 | 2005-07-05 | Acushnet Company | Thin-layer-covered multilayer golf ball |
| JP4442892B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2010-03-31 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン単結晶引上げ用砒素ドーパントの製造方法 |
| US20130071968A1 (en) * | 2010-04-23 | 2013-03-21 | Yoichi Machii | Composition for forming p-type diffusion layer, method of forming p-type diffusion layer, and method of producing photovoltaic cell |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3879230A (en) * | 1970-02-07 | 1975-04-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Semiconductor device diffusion source containing as impurities AS and P or B |
| FR2354810A1 (fr) * | 1976-06-14 | 1978-01-13 | Anvar | Couches monocristallines, procedes de fabrication de telles couches, et structures comportant une couche monocristalline |
| JPS5925751B2 (ja) * | 1977-08-22 | 1984-06-20 | 日本特殊陶業株式会社 | 緻密質窒化珪素磁器の製造法 |
| JPS5534258A (en) * | 1978-09-01 | 1980-03-10 | Tokyo Denshi Kagaku Kabushiki | Coating solution for forming silica film |
| JPS5722209A (en) * | 1980-07-17 | 1982-02-05 | Dainippon Printing Co Ltd | Color separating filter |
| US4430188A (en) * | 1980-09-17 | 1984-02-07 | Engelhard Corporation | Electrodes for use in an electrolytic process |
| JPS5954270A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 電界効果型トランジスタ |
| US4798764A (en) * | 1983-06-08 | 1989-01-17 | Stemcor Corporation | Arsenate dopant sources and method of making the sources |
| US4526826A (en) * | 1983-06-08 | 1985-07-02 | Kennecott Corporation | Foam semiconductor dopant carriers |
| US4525429A (en) * | 1983-06-08 | 1985-06-25 | Kennecott Corporation | Porous semiconductor dopant carriers |
| JPS616200A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Furukawa Mining Co Ltd | GaAs,InAs等の結晶にSiをド−ピングする方法 |
| JPS62105999A (ja) * | 1985-10-29 | 1987-05-16 | Sony Corp | GaAs単結晶の製造方法とこれに用いる装置 |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63178836A patent/JPH0628250B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-17 US US07/380,616 patent/US4929572A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4929572A (en) | 1990-05-29 |
| JPH0228318A (ja) | 1990-01-30 |
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