JPS61242998A - 炭化珪素単結晶半導体の製造方法 - Google Patents
炭化珪素単結晶半導体の製造方法Info
- Publication number
- JPS61242998A JPS61242998A JP60084235A JP8423585A JPS61242998A JP S61242998 A JPS61242998 A JP S61242998A JP 60084235 A JP60084235 A JP 60084235A JP 8423585 A JP8423585 A JP 8423585A JP S61242998 A JPS61242998 A JP S61242998A
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- JP
- Japan
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- single crystal
- silicon carbide
- silicon
- base
- gas
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- Pending
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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
- C30B29/36—Carbides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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〉
本発明は金属アルミニウムと塩化水素ガスを用いて炭化
珪素単結晶のアクセプタ不純物濃度等を制御する方法に
関するものである。
珪素単結晶のアクセプタ不純物濃度等を制御する方法に
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（２，２〜１３
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有している。従って
炭化珪素を用いた半導体素子は、従来珪素（Ｓｉ）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
等の苛酷な条件下でも使用することができる素子材料と
して広範な分野での応用が期待されている。
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有している。従って
炭化珪素を用いた半導体素子は、従来珪素（Ｓｉ）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
等の苛酷な条件下でも使用することができる素子材料と
して広範な分野での応用が期待されている。
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゛が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
法串形状を制御した大面積かつ高品質の単結晶を安定に
供給し得る結晶成長技術が確立されていなかったところ
に原因がある。
する材料であるにもか゛が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
法串形状を制御した大面積かつ高品質の単結晶を安定に
供給し得る結晶成長技術が確立されていなかったところ
に原因がある。
従来、研究室規模で昇華再結晶法（レーリー法とも称さ
れる）等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）等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シ、寸法・
形状を制御するととは困難である。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０ 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
成長させる方法を開発した（特願昭５８−７６８４２号
、［炭化珪素単結晶基板の製造方法Ｊ）ｏこの方法は、
安価で入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きる非常に優れた製造方法である。
形状を制御するととは困難である。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０ 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
成長させる方法を開発した（特願昭５８−７６８４２号
、［炭化珪素単結晶基板の製造方法Ｊ）ｏこの方法は、
安価で入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きる非常に優れた製造方法である。
ところで、上記製造方法をより完全なものにし、炭化珪
素半導体素子を実用化するため、近年ダイオード、トラ
ンジスタ等の半導体素子に必要なｐ製炭化珪素単結晶の
アクセプタ不純物濃度の制御を量産形態に適した工業的
方法で行なうことのできる技術の開発が産業界より強く
要望されるようになった。
素半導体素子を実用化するため、近年ダイオード、トラ
ンジスタ等の半導体素子に必要なｐ製炭化珪素単結晶の
アクセプタ不純物濃度の制御を量産形態に適した工業的
方法で行なうことのできる技術の開発が産業界より強く
要望されるようになった。
〈発明の目的〉
本発明は、ｐ製炭化珪素単結晶のアクセプタ不純物濃度
を量産形態に適し、工業的規模で行なうことのできる製
造技術を提供することを目的とする。
を量産形態に適し、工業的規模で行なうことのできる製
造技術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
純物制御方法は、珪素単結晶基板上に気相成長法により
アルミニウム（Ａ／）等をアクセプタ不純物とするｐ製
炭化珪素単結晶を成長させる際に金属アルミニウムとキ
ャリアガスとしての塩化水素（ＨＣ／）ガスを用いるこ
とを特徴とする。
純物制御方法は、珪素単結晶基板上に気相成長法により
アルミニウム（Ａ／）等をアクセプタ不純物とするｐ製
炭化珪素単結晶を成長させる際に金属アルミニウムとキ
ャリアガスとしての塩化水素（ＨＣ／）ガスを用いるこ
とを特徴とする。
〈実施例〉
添附図面は本発明の１実施例の説明に供する炭化珪素単
結晶の製造装置を示す構成図である。
結晶の製造装置を示す構成図である。
二重石英反応管１内に試料支持台２が配置され、この上
に試料台３を介して珪素単結晶基板４が載置されている
。また試料支持台２に並設してドーパント用支持台５が
配置され、この上に原料台６を介してｐ型ドーパントの
原料である金属アルミニウム７が載置されている。試料
支持台２とドーパント用支持台５の配設位置に対応する
反応管ｌの外周囲にはそれぞれ高周波誘導加熱用ワーク
コイル８，９が巻回され、反応管ｌの対応する内部が加
熱される。二重反応管１の外側空隙には冷却水が給排出
用枝管１０．１１を介して循環供給され、反応管１が冷
却される。反応管１の一方の端部には原料ガス等の排気
管１２が開口し、他方の端部には原料ガス等の給気孔を
有するフランジ１３がポルト１４で固着されている。ま
たフランジ１３と反応管１の接合部はＱ −リング１５
で気密シールされている。
に試料台３を介して珪素単結晶基板４が載置されている
。また試料支持台２に並設してドーパント用支持台５が
配置され、この上に原料台６を介してｐ型ドーパントの
原料である金属アルミニウム７が載置されている。試料
支持台２とドーパント用支持台５の配設位置に対応する
反応管ｌの外周囲にはそれぞれ高周波誘導加熱用ワーク
コイル８，９が巻回され、反応管ｌの対応する内部が加
熱される。二重反応管１の外側空隙には冷却水が給排出
用枝管１０．１１を介して循環供給され、反応管１が冷
却される。反応管１の一方の端部には原料ガス等の排気
管１２が開口し、他方の端部には原料ガス等の給気孔を
有するフランジ１３がポルト１４で固着されている。ま
たフランジ１３と反応管１の接合部はＱ −リング１５
で気密シールされている。
試料台３上に珪素単結晶基板４を載置してこの部分のワ
ークコイル８に高周波電流を流し、加熱する。珪素単結
晶基板４の温度を９００〜１２００℃に加熱する。原料
ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガスとプロパン（Ｃ
ａＨｇ）ガスを毎分０．１〜０．５ ｃ ｃ 。
ークコイル８に高周波電流を流し、加熱する。珪素単結
晶基板４の温度を９００〜１２００℃に加熱する。原料
ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）ガスとプロパン（Ｃ
ａＨｇ）ガスを毎分０．１〜０．５ ｃ ｃ 。
キャリアガスとして水素（Ｈ２）ガスを毎分１〜５１供
給し、珪素基板４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停止し、ワークコイル８に流す
高周波電流を増加して珪素基板４の温度を１３００〜１
４００℃に昇温すると同時にアルミニウム加熱用ワーク
コイル９に高周波電流を流してアルミニウム原料台６を
加熱しアルミニラＡ ７ ｔ−２００〜６６０℃に昇温
する。この状態でモノシランガスおよびプロパンガスを
０．０５〜０．８ｃＣ＋アルミニウムのキャリア用とし
て塩化水素ガスを０．５〜３０ｃｃ、同時に流し、極く
薄い炭化珪素膜の付いた珪素単結晶基板４上にアルミニ
ウムのドープされたｐ型の炭化珪素単結晶薄膜を成長さ
せる。
給し、珪素基板４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停止し、ワークコイル８に流す
高周波電流を増加して珪素基板４の温度を１３００〜１
４００℃に昇温すると同時にアルミニウム加熱用ワーク
コイル９に高周波電流を流してアルミニウム原料台６を
加熱しアルミニラＡ ７ ｔ−２００〜６６０℃に昇温
する。この状態でモノシランガスおよびプロパンガスを
０．０５〜０．８ｃＣ＋アルミニウムのキャリア用とし
て塩化水素ガスを０．５〜３０ｃｃ、同時に流し、極く
薄い炭化珪素膜の付いた珪素単結晶基板４上にアルミニ
ウムのドープされたｐ型の炭化珪素単結晶薄膜を成長さ
せる。
１時間の成長で０．５〜８μｍの膜厚を有するアクセプ
タ不純物濃度の制御されたｐ型の炭化珪素単結晶薄膜を
珪素単結晶基板４上の全面に形成することができる。
タ不純物濃度の制御されたｐ型の炭化珪素単結晶薄膜を
珪素単結晶基板４上の全面に形成することができる。
尚、以上の実施例においては常圧ＣＶＤ法を用いたが、
減圧ＣＶＤ法を用いてもよい。またｐ型不純物としては
Ａｊ以外にＧａ、Ｉｎ、希土類元素その他種々の原料を
利用することができる。
減圧ＣＶＤ法を用いてもよい。またｐ型不純物としては
Ａｊ以外にＧａ、Ｉｎ、希土類元素その他種々の原料を
利用することができる。
〈発明の効果〉
本発明によれば珪素単結晶基板上にアクセプタ不純物の
不純物濃度を制御した高品質で大面積のｐ型炭化珪素単
結晶半導体層を得ることができ、量産形態に適するため
、炭化珪素半導体素子を工業的規模で実用化することが
できる。
不純物濃度を制御した高品質で大面積のｐ型炭化珪素単
結晶半導体層を得ることができ、量産形態に適するため
、炭化珪素半導体素子を工業的規模で実用化することが
できる。
添附図面は本発明の１実施例に用いる気相成長装置の断
面図である。 １・・・反応管、２・・・試料支持台、３・・・試料台
、４・・・珪素単結晶基板、５・・・ドーパント用支持
台、６・・・原料台、７・・・アルミニウム、８，９・
・・ワークコイル。
面図である。 １・・・反応管、２・・・試料支持台、３・・・試料台
、４・・・珪素単結晶基板、５・・・ドーパント用支持
台、６・・・原料台、７・・・アルミニウム、８，９・
・・ワークコイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、珪素単結晶基板上に炭化珪素を気相成長させる過程
でｐ型金属不純物を同時に加熱し、キャリアガスで搬送
して前記炭化珪素中にドープさせながら前記炭化珪素の
ｐ型単結晶半導体層を成長させることを特徴とする炭化
珪素単結晶半導体の製造方法。 ２、前記ｐ型金属不純物としてアルミニウム、前記キャ
リアガスとして塩化水素ガスを用いた特許請求の範囲第
１項記載の炭化珪素単結晶半導体の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60084235A JPS61242998A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 炭化珪素単結晶半導体の製造方法 |
| DE3613021A DE3613021C2 (de) | 1985-04-18 | 1986-04-17 | SiC-Einkristall-Halbleiter und Verfahren zu seiner Herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60084235A JPS61242998A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 炭化珪素単結晶半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61242998A true JPS61242998A (ja) | 1986-10-29 |
Family
ID=13824806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60084235A Pending JPS61242998A (ja) | 1985-04-18 | 1985-04-18 | 炭化珪素単結晶半導体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61242998A (ja) |
| DE (1) | DE3613021C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4427857C2 (de) * | 1994-08-05 | 2001-04-12 | Siemens Ag | Verfahren zum Herstellen eines mit Aluminium dotierten Siliciumcarbid-Einkristalls |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3002671C2 (de) * | 1979-01-25 | 1983-04-21 | Sharp K.K., Osaka | Verfahren zur Herstellung eines Siliciumcarbidsubstrats |
-
1985
- 1985-04-18 JP JP60084235A patent/JPS61242998A/ja active Pending
-
1986
- 1986-04-17 DE DE3613021A patent/DE3613021C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100450316B1 (ko) * | 2000-08-10 | 2004-09-30 | 호야 가부시키가이샤 | 탄화 규소 및 이의 제조 방법 |
| US7166523B2 (en) | 2000-08-10 | 2007-01-23 | Hoya Corporation | Silicon carbide and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3613021C2 (de) | 1993-11-18 |
| DE3613021A1 (de) | 1986-11-06 |
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