JPS6357772A - 炭化硅素膜の製法 - Google Patents
炭化硅素膜の製法Info
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- JPS6357772A JPS6357772A JP61199641A JP19964186A JPS6357772A JP S6357772 A JPS6357772 A JP S6357772A JP 61199641 A JP61199641 A JP 61199641A JP 19964186 A JP19964186 A JP 19964186A JP S6357772 A JPS6357772 A JP S6357772A
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- Japan
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- contg
- silicon carbide
- compound containing
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/014—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group IV materials
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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】
産業上の利用分野
本発明は電場発光素子、特に青色や紫外線発光が期待出
来る発光素子の材料として、また、高温用トランジスタ
ーやダイオードのための材料として、さらにはスピーカ
ーの振動板等、構造材として優れた性質を有する炭化硅
素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法に関するものである。
来る発光素子の材料として、また、高温用トランジスタ
ーやダイオードのための材料として、さらにはスピーカ
ーの振動板等、構造材として優れた性質を有する炭化硅
素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法に関するものである。
従来の技術
比較的良質の炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜は、１３００℃
〜１８００℃程度の高温に保った基板上に化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）法によって形成される〔日本学術振興会薄膜第１
３１委員会績［薄膜ハンドブックＪ 、ｐｐ２１）〕。
〜１８００℃程度の高温に保った基板上に化学蒸着（Ｃ
ＶＤ）法によって形成される〔日本学術振興会薄膜第１
３１委員会績［薄膜ハンドブックＪ 、ｐｐ２１）〕。
発明が解決しようとする問題点
比較的良質の炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜は、１３００℃
〜１８００℃程度の高温に基板を保つ必要があり、この
ことから基板の選択に大きな制限が加わり、かつ、生産
性も著しく低下している。
〜１８００℃程度の高温に基板を保つ必要があり、この
ことから基板の選択に大きな制限が加わり、かつ、生産
性も著しく低下している。
更に、基板を高温に保つことから、基板支持用サセプタ
ー等からの不純物の混入を避は難くシ、また、膜形成の
再現性の維持を困’ｄｈする。
ー等からの不純物の混入を避は難くシ、また、膜形成の
再現性の維持を困’ｄｈする。
炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の化学蒸着（ＣＶＤ）法によ
る製膜においては、膜のストイキオメ［リーを保つため
の複数の原料気体の制御が非常に微妙となる。
る製膜においては、膜のストイキオメ［リーを保つため
の複数の原料気体の制御が非常に微妙となる。
問題点を解決するための手段
本発明は前述のような問題点を解決するために、所定温
度以下に保った基板を、順次、炭素（Ｃ）を含む気体状
化合物に晒し、前記基板の近傍の気体を排気し、前記基
板を硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物に晒し、さらに前
記基板の近傍の気体を排気するという過程を複数回繰り
返すことを特徴とする炭化硅素（ＳｉＣ）膜の製法を提
供するものである。
度以下に保った基板を、順次、炭素（Ｃ）を含む気体状
化合物に晒し、前記基板の近傍の気体を排気し、前記基
板を硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物に晒し、さらに前
記基板の近傍の気体を排気するという過程を複数回繰り
返すことを特徴とする炭化硅素（ＳｉＣ）膜の製法を提
供するものである。
さらに望ましい製法として、炭素（Ｃ）を含む気体状化
合物が炭化水素であり、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合
物が塩素（Ｃｌ）をも含むものであることを特徴とする
ような前述の炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法、あるい
は、炭素（Ｃ）を含む気体状化合物が塩素（ｃＢを含む
゛もので１δす、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物が水
素化硅素であることを特徴とするような前述の炭化硅素
（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法を提供するものである。
合物が炭化水素であり、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合
物が塩素（Ｃｌ）をも含むものであることを特徴とする
ような前述の炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法、あるい
は、炭素（Ｃ）を含む気体状化合物が塩素（ｃＢを含む
゛もので１δす、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物が水
素化硅素であることを特徴とするような前述の炭化硅素
（Ｓ ｉ Ｃ）膜の製法を提供するものである。
前述の所定温度とは、原理的（こ（よ、成る気体に基板
が晒されたとき、基板の表層分子への前記気体の分子の
吸着が生起し、かつ、基板表面での前記気体の分子の熱
分解が急激には生起しないような基板の温度を言う。な
お、膜の連続的な形成は、つぎに到来する異種の気体分
子が、前述の吸着された分子に吸着され、反応すること
ごこよりなさね。
が晒されたとき、基板の表層分子への前記気体の分子の
吸着が生起し、かつ、基板表面での前記気体の分子の熱
分解が急激には生起しないような基板の温度を言う。な
お、膜の連続的な形成は、つぎに到来する異種の気体分
子が、前述の吸着された分子に吸着され、反応すること
ごこよりなさね。
る。すなわち、炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜の形成は、分
子−層毎に形成される。また、実際に：ま前記所定温度
は、実験で決められる。
子−層毎に形成される。また、実際に：ま前記所定温度
は、実験で決められる。
前記炭化水素とは、例えば、メタン、エタン、プロパン
、ペンタン５．エテノ、プロペン、ベン−）ンや−＼ン
ゼン等をさず。面記硅＞’ｆｆ （Ｓ ｌ ）を含み、
かつ、塩素（Ｃｌ）をも含む気体状化合物とコニＬ、モ
ノ・クロン・シラン（Ｓ ｉ ＣＩ ｔ！、＋ ） 、
ディ・クロル・シラン（ＳｉＣＩｚ Ｈ２）、トリ・ク
ロル・シラン（ＳｉＣ１：＋Ｈ）、塩化シラン（ＳｉＣ
１４）等をさす。前記炭素（Ｃ）を含み、かつ、塩素（
Ｃｌ）をも含む気体状化合物とは、モノ・クロル・エタ
ン（ＣＣＩＨ３）、ディ・クロル・エタン（ＣＣＩ□０
２）、）す・クロル・エタン（ＣＣ１３８）、四塩化炭
素（ＣＣ１，）等をさす。前記水素化硅素とはシラン（
ＳｉＨ，）、ジシラン（ｓ ｉ Ｚ Ｉ−（６）等をさ
す。
、ペンタン５．エテノ、プロペン、ベン−）ンや−＼ン
ゼン等をさず。面記硅＞’ｆｆ （Ｓ ｌ ）を含み、
かつ、塩素（Ｃｌ）をも含む気体状化合物とコニＬ、モ
ノ・クロン・シラン（Ｓ ｉ ＣＩ ｔ！、＋ ） 、
ディ・クロル・シラン（ＳｉＣＩｚ Ｈ２）、トリ・ク
ロル・シラン（ＳｉＣ１：＋Ｈ）、塩化シラン（ＳｉＣ
１４）等をさす。前記炭素（Ｃ）を含み、かつ、塩素（
Ｃｌ）をも含む気体状化合物とは、モノ・クロル・エタ
ン（ＣＣＩＨ３）、ディ・クロル・エタン（ＣＣＩ□０
２）、）す・クロル・エタン（ＣＣ１３８）、四塩化炭
素（ＣＣ１，）等をさす。前記水素化硅素とはシラン（
ＳｉＨ，）、ジシラン（ｓ ｉ Ｚ Ｉ−（６）等をさ
す。
前記過程は１秒〜１０秒を要する。また、前記過程がな
される装置において、リークがなく、この様な反応の雰
囲気において、不純物は厳しく排除する必要がある。さ
もなくば、膜質が極度に悪くなる。
される装置において、リークがなく、この様な反応の雰
囲気において、不純物は厳しく排除する必要がある。さ
もなくば、膜質が極度に悪くなる。
作用
前記過程がなされる反応室において、前記基板表面で各
気体分子の吸着と、それにひき続いて吸着された分子の
反応が起こればよく、すなわち、急激な反応を避けた方
が望ましい。従って、前記基板の温度は所定の温度以下
でよく、この所定の温度は使用する原料気体によって異
なるが、はぼ５００”Ｃ〜９００℃である。
気体分子の吸着と、それにひき続いて吸着された分子の
反応が起こればよく、すなわち、急激な反応を避けた方
が望ましい。従って、前記基板の温度は所定の温度以下
でよく、この所定の温度は使用する原料気体によって異
なるが、はぼ５００”Ｃ〜９００℃である。
従来の化学蒸着（ＣＶＤ）法の場合に比べて、基板の温
度が十分低い。従って、基板の耐熱性をそれほど要求し
ない。すなわち、基板の選択の幅がそれだけ広がる。ま
た、基板の温度が低いだ：す、生産性は向上する。 １
ｉｉｉ述の様に反応の温度を低くし得るだけ、基板支持
用サセプター等からの蒸発を小さくし得る、すなわち、
形成された膜への不純物の混入を小さくし得る。このこ
とは、形成された膜の再現性の向上にも寄与する。
度が十分低い。従って、基板の耐熱性をそれほど要求し
ない。すなわち、基板の選択の幅がそれだけ広がる。ま
た、基板の温度が低いだ：す、生産性は向上する。 １
ｉｉｉ述の様に反応の温度を低くし得るだけ、基板支持
用サセプター等からの蒸発を小さくし得る、すなわち、
形成された膜への不純物の混入を小さくし得る。このこ
とは、形成された膜の再現性の向上にも寄与する。
本発明による炭化硅素（ＳｉＣ）ｔｌ１２の形成法にお
いては、原子の層を一層毎に形成するものであり、従っ
て、膜のストイキオメトリ−はおのずから保証される。
いては、原子の層を一層毎に形成するものであり、従っ
て、膜のストイキオメトリ−はおのずから保証される。
実施例
以下に本発明の炭化硅素膜の製法について具体的な一実
施例を述べる。まず、木−実施例において使用した装置
を説明する。Ｍ面は使用した装置の構成断面図である。
施例を述べる。まず、木−実施例において使用した装置
を説明する。Ｍ面は使用した装置の構成断面図である。
図において、ｌ：よ反応室の外囲、２は基板、３は基板
支持用サセプター、４はヒーター、５は気体の排出用パ
イプ、６はメカニカル・ブースター・ポンプ、７は水素
（Ｉ２）で希釈された硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物
を供給するためのパイプ、８は水素（Ｉ２）で希釈され
た炭素（Ｃ）を含む気体状化合物を供給するためのパイ
プ、９はパイプ７に属する電磁弁、ｌＯはパイプ８に属
する電磁弁である。
支持用サセプター、４はヒーター、５は気体の排出用パ
イプ、６はメカニカル・ブースター・ポンプ、７は水素
（Ｉ２）で希釈された硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物
を供給するためのパイプ、８は水素（Ｉ２）で希釈され
た炭素（Ｃ）を含む気体状化合物を供給するためのパイ
プ、９はパイプ７に属する電磁弁、ｌＯはパイプ８に属
する電磁弁である。
（実施例１）
１０％に水素（Ｉ２）で希釈されたディ・クロル・シラ
ン（Ｓ ’ｒ Ｃ１□ｌ］２）からなる気体を図におい
てパイプ７から、３０％に水素（Ｉ２）で希釈されたプ
ロパン・ガスをパイプ８から供給出来るよう整える。
ン（Ｓ ’ｒ Ｃ１□ｌ］２）からなる気体を図におい
てパイプ７から、３０％に水素（Ｉ２）で希釈されたプ
ロパン・ガスをパイプ８から供給出来るよう整える。
基板２として溶融石英板を使用した。この溶融石英板を
かるく化学腐食し、よく水洗し、乾燥させ、そのあと、
反応室１のなかの基板支持用サセプター３の上に設置す
る。
かるく化学腐食し、よく水洗し、乾燥させ、そのあと、
反応室１のなかの基板支持用サセプター３の上に設置す
る。
電磁弁９と１０を閉の状態とし、メカニカル・ブースタ
ー・ポンプ６を作動させて反応室１の内部を１０− ’
ｔｏｒｒ程度に十分真空にする。この状態でヒーター
４を使って基板２の温度を５５０℃に昇温し、そのまま
保つ。
ー・ポンプ６を作動させて反応室１の内部を１０− ’
ｔｏｒｒ程度に十分真空にする。この状態でヒーター
４を使って基板２の温度を５５０℃に昇温し、そのまま
保つ。
つぎに、電磁弁９のみを１秒、開の状態とし、その後、
電磁弁９，１０とも０．５秒、閉の状態とし、続いて電
磁弁１０のみを１秒、開の状態とし、その後、電磁弁９
．１０とも０．５秒、閉の状態とする。
電磁弁９，１０とも０．５秒、閉の状態とし、続いて電
磁弁１０のみを１秒、開の状態とし、その後、電磁弁９
．１０とも０．５秒、閉の状態とする。
この操作を１０００回繰り返した。
形成された膜は透明で、Ｘ線回折実験の結果、炭化硅素
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
念のため、前述の条件で、ただし電磁弁９，１０とも間
の状態にして４０分保つという実験を別におこなった。
の状態にして４０分保つという実験を別におこなった。
結果、膜の沈積は起こらなかった。
（実施例２）
実施例１と同様の実験を行った。ただし、実施例１のデ
ィ・クロル・シラン（ＳｉＣ１ｚＨｚ）の代わりに０．
５％のディ・ボラン（Ｂ２Ｈ２）を含有するシラン（Ｓ
ｉＨ６）を、プロパン（Ｃ：１Ｈ８）の代わりに四塩化
炭素（ＣＣＩ４）を用いた。
ィ・クロル・シラン（ＳｉＣ１ｚＨｚ）の代わりに０．
５％のディ・ボラン（Ｂ２Ｈ２）を含有するシラン（Ｓ
ｉＨ６）を、プロパン（Ｃ：１Ｈ８）の代わりに四塩化
炭素（ＣＣＩ４）を用いた。
形成された膜は透明で、Ｘ線回折実験の結果、炭化硅素
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
熱起電力測定の結果、弱いながらｎ型半導体の振舞いを
示した。
示した。
（実施例３）
実施例１と同様の実験を行った。ただし、実施例１のデ
ィ・クロル・シラン（Ｓ Ｉ Ｃｌ ｚ Ｈｚ ）の代
わりに１．５％のアンモニア（ＮＨ３）を含有するシラ
ン（ＳｉＨ，）を、プロパン（Ｃｌ Ｈ１＋ ）の代わ
りに四塩化炭素（ＣＣ１４）を用いた。
ィ・クロル・シラン（Ｓ Ｉ Ｃｌ ｚ Ｈｚ ）の代
わりに１．５％のアンモニア（ＮＨ３）を含有するシラ
ン（ＳｉＨ，）を、プロパン（Ｃｌ Ｈ１＋ ）の代わ
りに四塩化炭素（ＣＣ１４）を用いた。
形成された膜は透明で、Ｘ線回折実験の結果、炭化硅素
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
（Ｓ ｉ Ｃ）の多結晶質のものであることが判った。
熱起電力測定の結果、非常に弱いながらｎ型半導体の振
舞いを示した。
舞いを示した。
発明の効果
高温用トランジスターやダイオード素子用材料として、
あるいは耐必耗性材料として、あるいは高ヤング率材料
として期待されている炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜に関し
てであり、産業上の価値は大なるものがある。
あるいは耐必耗性材料として、あるいは高ヤング率材料
として期待されている炭化硅素（Ｓ ｉ Ｃ）膜に関し
てであり、産業上の価値は大なるものがある。
図は反応装置の構成断面図である。
１・・・・・・反応室の外囲、２・・・・・・基板、３
・・・・・・基板支持用サセプター、４・・・・・・ヒ
ーター、５・・・・・・気体の排出用パイプ、６・・・
・・・メカニカル・ブースター・ポンプ、７・・・・・
・水素（Ｉ２）で希釈された硅素（Ｓｉ）を含む気体状
化合物を供給するためのパイプ、８・・・水素（Ｉ２）
で希釈された炭素（Ｃ）を含む気体状化合物を供給する
ためのパイプ、９・・・・・・パイプ７に属する電磁弁
、１０・・・・・・パイプ８に属する電磁弁。
・・・・・・基板支持用サセプター、４・・・・・・ヒ
ーター、５・・・・・・気体の排出用パイプ、６・・・
・・・メカニカル・ブースター・ポンプ、７・・・・・
・水素（Ｉ２）で希釈された硅素（Ｓｉ）を含む気体状
化合物を供給するためのパイプ、８・・・水素（Ｉ２）
で希釈された炭素（Ｃ）を含む気体状化合物を供給する
ためのパイプ、９・・・・・・パイプ７に属する電磁弁
、１０・・・・・・パイプ８に属する電磁弁。
Claims (3)
- （１）所定温度以下に保った基板を、順次、炭素（Ｃ）
を含む気体状化合物に晒し、前記基板の近傍の気体を排
気し、前記基板を硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物に晒
し、さらに前記基板の近傍の気体を排気するという過程
を複数回繰り返すことを特徴とする炭化硅素膜の製法。 - （２）炭素（Ｃ）を含む気体状化合物が炭化水素であり
、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物が塩素（Ｃｌ）をも
含むものであることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項記載の炭化硅素膜 の製法。 - （３）炭素（Ｃ）を含む気体状化合物が塩素（Ｃｌ）を
含むものであり、硅素（Ｓｉ）を含む気体状化合物が水
素化硅素であることを特徴とする特許請求の範囲第（１
）項または第（２）項のいずれかに記載の炭化硅素膜の
製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199641A JPS6357772A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 炭化硅素膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61199641A JPS6357772A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 炭化硅素膜の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6357772A true JPS6357772A (ja) | 1988-03-12 |
Family
ID=16411226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61199641A Pending JPS6357772A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 炭化硅素膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6357772A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6821340B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-11-23 | Hoya Corporation | Method of manufacturing silicon carbide, silicon carbide, composite material, and semiconductor element |
| JP2009277863A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Toyota Industries Corp | 配線基板の製造方法 |
| JP2016507001A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-03-07 | プラサド ナーハー ガジル | セラミック薄膜の低温堆積方法 |
| JP2018135603A (ja) * | 2018-03-22 | 2018-08-30 | プラサド ナーハー ガジル | セラミック薄膜の低温堆積方法 |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61199641A patent/JPS6357772A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6821340B2 (en) | 2000-05-31 | 2004-11-23 | Hoya Corporation | Method of manufacturing silicon carbide, silicon carbide, composite material, and semiconductor element |
| JP2009277863A (ja) * | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Toyota Industries Corp | 配線基板の製造方法 |
| JP2016507001A (ja) * | 2012-12-21 | 2016-03-07 | プラサド ナーハー ガジル | セラミック薄膜の低温堆積方法 |
| JP2018135603A (ja) * | 2018-03-22 | 2018-08-30 | プラサド ナーハー ガジル | セラミック薄膜の低温堆積方法 |
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