JPS6027699A - 炭火硅素単結晶膜の製造法 - Google Patents
炭火硅素単結晶膜の製造法Info
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- JPS6027699A JPS6027699A JP58133647A JP13364783A JPS6027699A JP S6027699 A JPS6027699 A JP S6027699A JP 58133647 A JP58133647 A JP 58133647A JP 13364783 A JP13364783 A JP 13364783A JP S6027699 A JPS6027699 A JP S6027699A
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Classifications
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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
-
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- 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
- C30B29/36—Carbides
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、絶縁基板であるツーファイアの上の炭化硅
素単結晶膜の製造法に関するものである。
素単結晶膜の製造法に関するものである。
絶縁体であるサファイア基板上のシリコン単結晶膜の作
製（ＳＯ８）は、素子の集積化に際して素子間の電気的
分離が容易であるために、シリコン集積回路作製技術上
重要である。これと同様の理由で絶縁体であるサファイ
ア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製技術は、炭化硅素を
用いた電子あるいは光電子素子作製上重要である。しか
し、サファイア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製は殆ど
行われていない。
製（ＳＯ８）は、素子の集積化に際して素子間の電気的
分離が容易であるために、シリコン集積回路作製技術上
重要である。これと同様の理由で絶縁体であるサファイ
ア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製技術は、炭化硅素を
用いた電子あるいは光電子素子作製上重要である。しか
し、サファイア基板上の炭化硅素単結晶膜の作製は殆ど
行われていない。
例えば、化成蒸着法によりサファイア基板上に炭化硅素
単結晶膜を成長させる時、厚さ約２０００ Ａ以上で、
膜成長後膜が基板から剥離してしまう。また、厚さ約１
μｍ以上では膜成長中に膜の剥離がみもれる。これは炭
化硅素とサファイアの格子不整及び熱膨張係数の差が大
きいことが剥離の原因と考えられる。
単結晶膜を成長させる時、厚さ約２０００ Ａ以上で、
膜成長後膜が基板から剥離してしまう。また、厚さ約１
μｍ以上では膜成長中に膜の剥離がみもれる。これは炭
化硅素とサファイアの格子不整及び熱膨張係数の差が大
きいことが剥離の原因と考えられる。
この発明は、上記実情に鑑み、絶縁基板であるサファイ
ア基板上に窒化アルミニウム単結晶膜を成長させた後、
その士に炭化硅素単結晶膜を成長させることによシ、剥
離することなくサファイア基板上に炭化硅素単結晶膜を
成長させる方法を提供することを目的としてなされたも
のである。
ア基板上に窒化アルミニウム単結晶膜を成長させた後、
その士に炭化硅素単結晶膜を成長させることによシ、剥
離することなくサファイア基板上に炭化硅素単結晶膜を
成長させる方法を提供することを目的としてなされたも
のである。
この発明者等は、窒化アルミニウムがこの目的を達成す
るのに極めて有効であることを見出し、この発明に至っ
たものである。
るのに極めて有効であることを見出し、この発明に至っ
たものである。
この発明に至った技術的経緯を説明する。
窒化アルミニウムと炭化硅素との格イネ整は、窒化アル
ミニウムの（００００１）面上で０．９％−ズーあり、
炭化硅素とサファイアとの格子不整２１ｉＬ＠蔦％に比
べて極めて小さい。また、熱膨張係ＩＩ）忰５炭化硅素
が約４ Ｘ １０−’ｃｍ／”Ｃであるのに対し、Ｖ１
化アルミニウム、サファイアではそれぞれ４２×１０＝
、８．Ｉ Ｘ １０−Ｉ′ｃ講／”ｃ （Ｃ軸に垂直な
方向）であシ、炭化硅素とサファイアの差はかなシ大き
いが、炭化硅素と窒化アルミニウムは殆ど等しい〇一方
、窒化アルミニウムとサファイアとでは格子不整が大き
く、また、熱膨張係数の差も大きい。しかし、窒化アル
ミニウムとサファイアはアルミニウムを共通の構成元素
としているため、サファイア基板上に良質、かつ、付着
力の強い窒化アルミニウム単結晶膜を得ることができる
。
ミニウムの（００００１）面上で０．９％−ズーあり、
炭化硅素とサファイアとの格子不整２１ｉＬ＠蔦％に比
べて極めて小さい。また、熱膨張係ＩＩ）忰５炭化硅素
が約４ Ｘ １０−’ｃｍ／”Ｃであるのに対し、Ｖ１
化アルミニウム、サファイアではそれぞれ４２×１０＝
、８．Ｉ Ｘ １０−Ｉ′ｃ講／”ｃ （Ｃ軸に垂直な
方向）であシ、炭化硅素とサファイアの差はかなシ大き
いが、炭化硅素と窒化アルミニウムは殆ど等しい〇一方
、窒化アルミニウムとサファイアとでは格子不整が大き
く、また、熱膨張係数の差も大きい。しかし、窒化アル
ミニウムとサファイアはアルミニウムを共通の構成元素
としているため、サファイア基板上に良質、かつ、付着
力の強い窒化アルミニウム単結晶膜を得ることができる
。
窒化アルミニウムは、１１０Ｉｎ−Ｃｌ以上の高い抵抗
率を持ち、また、熱的、化学的に極めて安定で遼するた
めに、炭化硅素膜とサファイア基板の間に窒化アルミニ
ウム膜が存在することは、炭化硅素単結晶膜を絶縁基板
上に成長させるという目的を妨げないばかシでなく、素
子化のための炭化硅素膜に対する熱的、化学的プロセス
に十分耐え得ると考えられる。
率を持ち、また、熱的、化学的に極めて安定で遼するた
めに、炭化硅素膜とサファイア基板の間に窒化アルミニ
ウム膜が存在することは、炭化硅素単結晶膜を絶縁基板
上に成長させるという目的を妨げないばかシでなく、素
子化のための炭化硅素膜に対する熱的、化学的プロセス
に十分耐え得ると考えられる。
この発明は以上のような知見に基づいて完成したもので
ある。以下、この発明について実施例に基づき化成蒸着
法による方法を説明する。
ある。以下、この発明について実施例に基づき化成蒸着
法による方法を説明する。
第１図は、この発明による炭化硅素単結晶膜の製造法の
原理図である。１０ Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気さ
れた真空槽１内にはその背面或いは側面に基板加熱ヒー
ター２があシ、その前面をシャッター３で辿断するよう
にサファイア基板４が配置されておシ、゛サファイア基
板４の前方中央にはアンモニア及びアセチレンガス導入
パイプ５が、その開口部をサファイア基板４に向けて配
置され、パイプ５の両側にはアルミニウム蒸発源６及び
シリコン蒸発源７が配置されている。
原理図である。１０ Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気さ
れた真空槽１内にはその背面或いは側面に基板加熱ヒー
ター２があシ、その前面をシャッター３で辿断するよう
にサファイア基板４が配置されておシ、゛サファイア基
板４の前方中央にはアンモニア及びアセチレンガス導入
パイプ５が、その開口部をサファイア基板４に向けて配
置され、パイプ５の両側にはアルミニウム蒸発源６及び
シリコン蒸発源７が配置されている。
先ず、１０ Ｔｏｒｒ以下の超高真空に排気された真空
槽１内のアルミニウム蒸発源６よシアルミニウム分子線
を、基板の方向を向いたカス導入パイプ５より１０ Ｔ
ｏｒｒのアンモニアを１０００〜１２００℃に加熱され
たサファイア基板４に同時に入射させ、窒化アルミニウ
ム単結晶膜を成長させる。膜の成長速度は、アルミニウ
ム分子線強度及びアンモニア分圧に依存するが、２Ｘ１
０／ｃｍ２・ｓｅｃ＋ ５ Ｘ １０ Ｔｏｒｒの時、
約２Ａ／ｓｅｃである。
槽１内のアルミニウム蒸発源６よシアルミニウム分子線
を、基板の方向を向いたカス導入パイプ５より１０ Ｔ
ｏｒｒのアンモニアを１０００〜１２００℃に加熱され
たサファイア基板４に同時に入射させ、窒化アルミニウ
ム単結晶膜を成長させる。膜の成長速度は、アルミニウ
ム分子線強度及びアンモニア分圧に依存するが、２Ｘ１
０／ｃｍ２・ｓｅｃ＋ ５ Ｘ １０ Ｔｏｒｒの時、
約２Ａ／ｓｅｃである。
次に、アルミニウム分子線及びアンモニアガスの供給を
止め、同基板温度に保ったままシリコン蒸発源７よシリ
コン蒸発源を、ガス導入パイプ５よシ１０〜１０ Ｔｏ
ｒｒのアセチレンを窒化アルミニウム単結晶膜でおおわ
れたサファイア基板４に同時に入射させ、炭化硅素単結
晶膜を成長させる。
止め、同基板温度に保ったままシリコン蒸発源７よシリ
コン蒸発源を、ガス導入パイプ５よシ１０〜１０ Ｔｏ
ｒｒのアセチレンを窒化アルミニウム単結晶膜でおおわ
れたサファイア基板４に同時に入射させ、炭化硅素単結
晶膜を成長させる。
膜の成長速度は、やけシシリコン分子線強度及びアセチ
レン分圧に依存するが、Ｌ７ Ｘ １０ ／ ｃｍ”・
ｓｅｅ、 ２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの時、約３Ａ／ｓｅｃで
ある。
レン分圧に依存するが、Ｌ７ Ｘ １０ ／ ｃｍ”・
ｓｅｅ、 ２Ｘ１０ Ｔｏｒｒの時、約３Ａ／ｓｅｃで
ある。
この方法によ膜作製したサファイア（ｏｏｏｌ）及び（
１１０２）面上の窒化アルミニウム膜上の炭化硅素膜は
厚さ数μｍまで膜作製中基板よシ剥離することはなかっ
た。作製後基板温度を１０００”Ｃから室温まで降下し
、空気中に取り出しても剥離することはなく、また、膜
をこすっても剥れることはなかった。
１１０２）面上の窒化アルミニウム膜上の炭化硅素膜は
厚さ数μｍまで膜作製中基板よシ剥離することはなかっ
た。作製後基板温度を１０００”Ｃから室温まで降下し
、空気中に取り出しても剥離することはなく、また、膜
をこすっても剥れることはなかった。
さらに、反射電子線回折によシ膜はβ（あるいは３Ｃ）
−炭化硅素単結晶膜であることが判明した。
−炭化硅素単結晶膜であることが判明した。
なお、この発明は上記の実施例に示される化成蒸着法に
よる方法に限定されるも−ので社なく、サファイア基板
上に、窒化アルミニウム単結晶膜を成長させるのはアン
モニアあるいｕ ヒ）” ラ゛ク ジンふん囲気中でアルミニウムを蒸発させる化成蒸着法
、あるいはアルミニウムを含む化合物カスとアンモニア
ガスを反応管に導入する化学気相成長法いずれに従って
もよい。
よる方法に限定されるも−ので社なく、サファイア基板
上に、窒化アルミニウム単結晶膜を成長させるのはアン
モニアあるいｕ ヒ）” ラ゛ク ジンふん囲気中でアルミニウムを蒸発させる化成蒸着法
、あるいはアルミニウムを含む化合物カスとアンモニア
ガスを反応管に導入する化学気相成長法いずれに従って
もよい。
また、窒化アルミニウム単結晶膜上に炭化硅素を成長さ
せるのは炭化水素ガスふん囲気中でシリコンを蒸発させ
る化成蒸着法、反応性イオンブレーティング法、あるい
けシリコンおよび炭素分子線を基板に供給する分子線蒸
着法いずれに依ってもよい。
せるのは炭化水素ガスふん囲気中でシリコンを蒸発させ
る化成蒸着法、反応性イオンブレーティング法、あるい
けシリコンおよび炭素分子線を基板に供給する分子線蒸
着法いずれに依ってもよい。
以上説明したように、この発明によれば、サファイア基
板上に炭化硅素単結晶膜を剥離することなく成長させる
ことができ、絶縁基板上の炭化硅素を用いた電子素子等
の諸種の応用にその活用が期待されるものである。
板上に炭化硅素単結晶膜を剥離することなく成長させる
ことができ、絶縁基板上の炭化硅素を用いた電子素子等
の諸種の応用にその活用が期待されるものである。
第１図は本発明の化成蒸着法による窒化アルミニウム、
炭化硅素単結晶膜作製の原理図である０ 図中、１は真空槽、２は基板加熱ヒーター、３はシャン
ター、４はザファイア基板、５はアンモニアガス及びア
セチレンガス導入パイプ、（１はアルミニウム蒸発源、
７はシリコン蒸発源である。
炭化硅素単結晶膜作製の原理図である０ 図中、１は真空槽、２は基板加熱ヒーター、３はシャン
ター、４はザファイア基板、５はアンモニアガス及びア
セチレンガス導入パイプ、（１はアルミニウム蒸発源、
７はシリコン蒸発源である。
Claims (1)
- サファイア基板上に窒化アルミニウム単結晶膜を成長さ
せ、該窒化アルミニウム単結晶膜上に炭化硅素単結晶膜
を成長させることを特徴とする炭化硅素単結晶膜の製造
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133647A JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58133647A JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6027699A true JPS6027699A (ja) | 1985-02-12 |
| JPS6126501B2 JPS6126501B2 (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=15109688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58133647A Granted JPS6027699A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 炭火硅素単結晶膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6027699A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291494A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| JPS62141720A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Nec Corp | Ｉｉｉ−ｖ化合物半導体／絶縁体／ｉｉｉ−ｖ化合物半導体積層構造 |
| JPS62176996A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Sharp Corp | 窒化アルミニウム単結晶の製造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT212266Z2 (it) * | 1987-12-23 | 1989-07-04 | Castellini Spa | Apparecchiatura per la sterilizzazione e/o il risciacquo di strumenti medici, in particolare odontoiatrici |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP58133647A patent/JPS6027699A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61291494A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Sharp Corp | 炭化珪素単結晶基板の製造方法 |
| JPS62141720A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-25 | Nec Corp | Ｉｉｉ−ｖ化合物半導体／絶縁体／ｉｉｉ−ｖ化合物半導体積層構造 |
| JPS62176996A (ja) * | 1986-01-30 | 1987-08-03 | Sharp Corp | 窒化アルミニウム単結晶の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6126501B2 (ja) | 1986-06-20 |
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