JPS60255697A - 炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法Info
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- JPS60255697A JPS60255697A JP59112569A JP11256984A JPS60255697A JP S60255697 A JPS60255697 A JP S60255697A JP 59112569 A JP59112569 A JP 59112569A JP 11256984 A JP11256984 A JP 11256984A JP S60255697 A JPS60255697 A JP S60255697A
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- Japan
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- silicon carbide
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く技術分野〉
本発明は窒素ガスを用いて３Ｃ型炭化珪素単結晶のドナ
ー不純物濃度を制御する制御方法に関するものである。
ー不純物濃度を制御する制御方法に関するものである。
〈従来技術〉
炭化珪素半導体は、広い禁制帯幅をもち（２，２〜３．
３ ｅＶ）、また熱的、化学的および機械的に極めて安
定で、放射線損傷にも強いという特長をもっている。従
って炭化珪素を用いた半導体素子は従来珪素（Ｓｌ）等
の他の半導体では使用が困難な高温・高出力、放射線損
傷等の苛酷な条件で使用でｂる素子材料として広範な分
野で応用されることが期待される。
３ ｅＶ）、また熱的、化学的および機械的に極めて安
定で、放射線損傷にも強いという特長をもっている。従
って炭化珪素を用いた半導体素子は従来珪素（Ｓｌ）等
の他の半導体では使用が困難な高温・高出力、放射線損
傷等の苛酷な条件で使用でｂる素子材料として広範な分
野で応用されることが期待される。
このように炭化珪素半導体は、多くの利点、可能性を有
する材料であるにもかかわらず実用化が阻まれているの
は、生産性を考慮した工業的規模での量産に必要な寸法
・形状を制“御した大面積かつ高品質の単結晶を安定に
供給しうる結晶成長技術が確立されていなかったところ
に原因あＣある。
する材料であるにもかかわらず実用化が阻まれているの
は、生産性を考慮した工業的規模での量産に必要な寸法
・形状を制“御した大面積かつ高品質の単結晶を安定に
供給しうる結晶成長技術が確立されていなかったところ
に原因あＣある。
従来、研究室規模で昇華再結晶法（シー９−法とも称さ
れる丁１で炭化珪素単結晶を成長させたり、このレーリ
ー法による単結晶上に気相成長や液相成長によりエピタ
キシャル成長させることで炭化珪素単結晶を得ている。
れる丁１で炭化珪素単結晶を成長させたり、このレーリ
ー法による単結晶上に気相成長や液相成長によりエピタ
キシャル成長させることで炭化珪素単結晶を得ている。
しかしながら、これらの単結晶は小面積であり、寸法・
形状を制御することは困難である。また、炭化珪素に存
在する結晶多形の制御および不純物濃度の制御も容易で
はない。
形状を制御することは困難である。また、炭化珪素に存
在する結晶多形の制御および不純物濃度の制御も容易で
はない。
最近、本発明者らは、珪素単結晶基板上に気相成長法（
ＣＶＤ法）で・良質な大面積の３Ｃ型の炭化珪素単結晶
を成長させる方法を発明した。 （特願昭５８−７６８
４２号、炭化珪素単結晶基板の製造方法）この方法は、
安価で人手の容易な珪素単結晶基板上に結晶多形、不純
物濃度、寸法・形状等を制御した大面積で高品質の炭化
珪素単結晶を供給でとる方法である。
ＣＶＤ法）で・良質な大面積の３Ｃ型の炭化珪素単結晶
を成長させる方法を発明した。 （特願昭５８−７６８
４２号、炭化珪素単結晶基板の製造方法）この方法は、
安価で人手の容易な珪素単結晶基板上に結晶多形、不純
物濃度、寸法・形状等を制御した大面積で高品質の炭化
珪素単結晶を供給でとる方法である。
ところで、上記方法をより完全なものにするため、ダイ
オード、トランジスタ等の半導体素子を製作するのに必
要なｎ型の３Ｃ型炭化珪素単結晶のドナー不純物濃度の
制御を量産形態に適し、工業的に行なえる方法か要請さ
れている。
オード、トランジスタ等の半導体素子を製作するのに必
要なｎ型の３Ｃ型炭化珪素単結晶のドナー不純物濃度の
制御を量産形態に適し、工業的に行なえる方法か要請さ
れている。
〈発明の目的〉
そこで、本発明はｎ型の３Ｃ型炭化珪素単結晶のドナー
不純物濃度の制御を量産形態に通し、工業的規模で行な
える方法を提供することを目的とする。
不純物濃度の制御を量産形態に通し、工業的規模で行な
える方法を提供することを目的とする。
〈発明の構成〉
上記目的を達成するため、本発明の炭化珪素単結晶の不
純物濃度制御方法は、珪素単結晶基板上に気相成長法に
より窒素をドナー不純物とする＋１型の３０型炭化珪素
単結晶を成長させる際にドーパントとして窒素ガスを用
いることを特徴とする。
純物濃度制御方法は、珪素単結晶基板上に気相成長法に
より窒素をドナー不純物とする＋１型の３０型炭化珪素
単結晶を成長させる際にドーパントとして窒素ガスを用
いることを特徴とする。
なお、従来他の結晶成長法でｎ型酸化珪素単結晶を得る
ためには、ドナー不純物として窒素がよく用いられてぎ
だが、気相成長法による３Ｃ型炭化珪素の結晶成長にお
いては、窒素ドナーの有効なドーピング法は報告がなか
った。
ためには、ドナー不純物として窒素がよく用いられてぎ
だが、気相成長法による３Ｃ型炭化珪素の結晶成長にお
いては、窒素ドナーの有効なドーピング法は報告がなか
った。
〈実施例〉
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第１図に示す成長装置を用い、反応管１内の支持台２の
上の試料台３上に珪素単結晶基板５を載置する。上記反
応管１の周りのジャケット７を巻回するワークコイル８
に高周波電流を流して試料台３を加熱上珪素単結晶基板
５の温度を９００〜１２００℃に加熱する。原料ガスと
してモノシラン（ＳｉＨ，）ガスとプロパン（Ｃ，Ｈ８
）ガスを毎分（１，１−０，５ｃｃ、’ｒ＋リアガスと
して水素（Ｈｌ）ガスを毎分１〜５．ｃ、給気口１２よ
Ｉ）反応管１内へ供給し、珪素単結晶基板５上に極く薄
い炭化珪素膜を成長させる。
上の試料台３上に珪素単結晶基板５を載置する。上記反
応管１の周りのジャケット７を巻回するワークコイル８
に高周波電流を流して試料台３を加熱上珪素単結晶基板
５の温度を９００〜１２００℃に加熱する。原料ガスと
してモノシラン（ＳｉＨ，）ガスとプロパン（Ｃ，Ｈ８
）ガスを毎分（１，１−０，５ｃｃ、’ｒ＋リアガスと
して水素（Ｈｌ）ガスを毎分１〜５．ｃ、給気口１２よ
Ｉ）反応管１内へ供給し、珪素単結晶基板５上に極く薄
い炭化珪素膜を成長させる。
次に、原料ガスの供給を絶ちワークコイル８に流す高周
波電流を増加して珪素単結晶基板５の温度を１３００〜
１４００℃に設定し、モアシランガスおよびプロパンを
毎分０．０５〜０．３ｃｃ、不純物のドーパントとして
窒素（Ｎ２）ガスを毎分１×１０−２〜ｉｃｅ同時に流
し、極く薄い炭化珪素膜の付いた珪素基板上にｎ型の３
Ｃ型炭化珪素単結晶薄膜を成長させる。１時間の成長で
０．５〜３μ箱の膜厚を有するドナー不純物濃度の制御
された１１型の３Ｃ型炭化珪素単結晶薄膜を珪素基板上
全面に得ることができる。得られた３Ｃ型の炭化珪素単
結晶薄膜はたとえばキャリア濃度が窒素ガスのドープ量
が毎分ｌＸｌ０−’ｃｃの時５Ｘ１０’”ｅｌｌｌ−３
、また毎分５Ｘ１０−’ｃｃの時Ｉ Ｘ １０ ”ｃｍ
−３のｎ型結晶である。
波電流を増加して珪素単結晶基板５の温度を１３００〜
１４００℃に設定し、モアシランガスおよびプロパンを
毎分０．０５〜０．３ｃｃ、不純物のドーパントとして
窒素（Ｎ２）ガスを毎分１×１０−２〜ｉｃｅ同時に流
し、極く薄い炭化珪素膜の付いた珪素基板上にｎ型の３
Ｃ型炭化珪素単結晶薄膜を成長させる。１時間の成長で
０．５〜３μ箱の膜厚を有するドナー不純物濃度の制御
された１１型の３Ｃ型炭化珪素単結晶薄膜を珪素基板上
全面に得ることができる。得られた３Ｃ型の炭化珪素単
結晶薄膜はたとえばキャリア濃度が窒素ガスのドープ量
が毎分ｌＸｌ０−’ｃｃの時５Ｘ１０’”ｅｌｌｌ−３
、また毎分５Ｘ１０−’ｃｃの時Ｉ Ｘ １０ ”ｃｍ
−３のｎ型結晶である。
なお、第１図１こおいて、１１は反応管１の排気口、１
３．１４はジャケット、１５は反応管１の端部を塞ぐ７
ランノ、１６は止め板、１７はボルト、１８はナツト、
１９はＯリングである。
３．１４はジャケット、１５は反応管１の端部を塞ぐ７
ランノ、１６は止め板、１７はボルト、１８はナツト、
１９はＯリングである。
〈発明の効果〉
以上の説明で明らかなように、本発明によれば珪素単結
晶基板上にドナー不純物の不純物濃度を制御した高品質
で大面積のｎ型の３０型炭化珪素単結晶を得ることがで
き、量産形態に適するため、炭化珪素材料を用いた半導
体素子を工業的規模で実用化することがでトる。
晶基板上にドナー不純物の不純物濃度を制御した高品質
で大面積のｎ型の３０型炭化珪素単結晶を得ることがで
き、量産形態に適するため、炭化珪素材料を用いた半導
体素子を工業的規模で実用化することがでトる。
第１図は本発明の実施例に用いる成長装置の断面図であ
る。 １・・・反応管、２・・・支持台、３・・・試料台、５
・・・珪素単結晶基板。
る。 １・・・反応管、２・・・支持台、３・・・試料台、５
・・・珪素単結晶基板。
Claims (2)
- （１）珪素単結晶基板上に気相成長（ＣＶＤ）法により
窒素（Ｎ）をドナー不純物とするｎ２の３０型炭化珪素
（Ｓｉｎ）単結晶を成長させる際にドーパントとして窒
素（Ｎ２）ガスを用いる炭化珪素単結晶の不純物濃度制
御方法。 - （２）上記特許請求の範囲第１項に記載の炭化珪素単結
晶の不純物濃度制御方法において、上記珪素単結晶基板
上にモノシラン（ＳｉＨ４）ガスとプロパン（Ｃ３Ｈ，
）ガスを用いた気相成長法により３Ｃ型炭化珪素単結晶
を成長させる際に、同時にドナー不純物用のドーパント
として窒素（Ｎ２）ガスを導入することでドナー不純物
濃度を制御する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112569A JPS60255697A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59112569A JPS60255697A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255697A true JPS60255697A (ja) | 1985-12-17 |
| JPH0343240B2 JPH0343240B2 (ja) | 1991-07-01 |
Family
ID=14589984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59112569A Granted JPS60255697A (ja) | 1984-05-31 | 1984-05-31 | 炭化珪素単結晶の不純物濃度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255697A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1178132A3 (en) * | 2000-08-02 | 2003-06-25 | Tokai Carbon Company, Ltd. | SiC material and method for manufacturing same |
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
| CN109576784A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-04-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种SiC外延层的制备方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54104488A (en) * | 1978-02-03 | 1979-08-16 | Sharp Corp | Production of silicon carbide crystal layer |
-
1984
- 1984-05-31 JP JP59112569A patent/JPS60255697A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54104488A (en) * | 1978-02-03 | 1979-08-16 | Sharp Corp | Production of silicon carbide crystal layer |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1178132A3 (en) * | 2000-08-02 | 2003-06-25 | Tokai Carbon Company, Ltd. | SiC material and method for manufacturing same |
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
| CN109576784A (zh) * | 2017-09-29 | 2019-04-05 | 上海新昇半导体科技有限公司 | 一种SiC外延层的制备方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0343240B2 (ja) | 1991-07-01 |
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