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SiC膜の製造方法、及びSiC多層膜構造の製造方法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P03A000583
整理番号 U2000P177
掲載日 2003年8月28日
出願番号 特願2001-025523
公開番号 特開2002-234799
登録番号 特許第3557457号
出願日 平成13年2月1日(2001.2.1)
公開日 平成14年8月23日(2002.8.23)
登録日 平成16年5月28日(2004.5.28)
発明者
  • 末光 眞希
  • 中澤 日出樹
出願人
  • 学校法人東北大学
発明の名称 SiC膜の製造方法、及びSiC多層膜構造の製造方法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要 SiC膜を形成する部材を高温加熱することなく、結晶性及び平坦性に優れたSiC膜を製造する方法を提供することを目的するとともに、この方法を利用してSiC下地膜を形成する工程を含む、SiC多層膜構造を提供する。Siを含んだ部材の主面上にSi-H結合とSi-C結合とを有する有機珪素ガスを供給し、前記部材の前記主面上にSiC膜を形成する。また、Siを含んだ部材の主面上にSi-H結合とSi-C結合とを有する有機珪素ガスを供給し、前記部材の前記主面上にSiC下地膜を形成し、このSiC下地膜上に所定のSiC膜を形成することにより、SiC多層膜構造を作製する。
従来技術、競合技術の概要
SiCはSiに比べてバンドギャップ、絶縁破壊電界、飽和ドリフト速度、熱伝導率が大きく、SiやGaAsでは対処できない高温、放射線下での耐環境デバイス、あるいは高周波・パワーデバイス用半導体材料として有望である。
また、SiCは、マイクロ波デバイス、青紫レーザなどGaNデバイス用基板としても有望である。これはSiCが導電性を有するために、基板裏面に容易に電極を形成できること、さらには高い熱伝導度により放射性に優れることなどに起因する。また、璧開により共振器ミラーを容易に作製できること、GaN系結晶との格子不整合が小さい(3%)ことなどの理由にもよる。
【0003】
従来、SiC基板は昇華法又はSi基板上へのヘテロエピタキシー法によって形成していた。昇華法による場合、マイクロパイプと呼ばれる中空貫通欠陥ができやすく、また大型のSiC基板を作製することが困難であるという問題があった。
【0004】
一方、へテロエピタキシー法は、安価で大面積のSiウエハ上へのSiC膜の形成が容易であることから、大面積のSiC基板を容易に形成できる。しかしながら、SiとSiCとは約20%の格子定数差を有するため、へテロエピタキシー法においては、前記SiC膜を形成する以前に、Si基板の情報を保持したSiC下地膜を形成する必要がある。
【0005】
SiC下地膜は、いわゆる炭化法によって形成される。すなわち、前記Si基板を約900℃以上の高温に加熱するとともに、分子中に炭素源のみを有する炭化水素ガスを前記Si基板上に供給し、前記Si基板のSi原子と前記炭化水素ガスの炭素原子との表面化学反応によって、前記Si基板上に極薄で単結晶のSiC下地膜を形成するものである。
産業上の利用分野
本発明は、SiC膜の製造方法、及びSiC多層膜構造の製造方法に関し、詳しくは、耐環境デバイス、各種半導体デバイスに対して好適に用いることのできるSiC膜の製造方法、及びSiC多層膜構造の製造方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】Siを含んだ部材の主面上にSi-H結合とSi-C結合とを有する有機珪素ガスを供給するとともに、前記主面上に飽和吸着させた後、前記部材の前記主面上にSiC膜を形成することを特徴とする、SiC膜の製造方法。
【請求項2】前記部材を800℃以下に加熱することを特徴とする、請求項1に記載のSiC膜の製造方法。
【請求項3】前記部材を450~650℃に加熱することを特徴とする、請求項2に記載のSiC膜の製造方法。
【請求項4】前記有機珪素ガスは、モノシラン系ガスであることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一に記載のSiC膜の製造方法。
【請求項5】前記有機珪素ガスは、モノメチルシランであることを特徴とする、請求項4に記載のSiC膜の製造方法。
【請求項6】前記部材は、Si部材であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載のSiC膜の製造方法。
【請求項7】Siを含んだ部材の主面上にSi-H結合とSi-C結合とを有する有機珪素ガスを供給するとともに、前記主面上に飽和吸着させた後、前記部材の前記主面上にSiC下地膜を形成することを特徴とする、SiC多層膜構造の製造方法。
【請求項8】前記部材を800℃以下に加熱することを特徴とする、請求項に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項9】前記部材を450~650℃に加熱することを特徴とする、請求項に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項10】前記有機珪素ガスは、モノシラン系ガスであることを特徴とする、請求項7~9のいずれか一に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項11】前記有機珪素ガスは、モノメチルシランであることを特徴とする、請求項10に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項12】前記部材は、Si部材であることを特徴とする、請求項7~11のいずれか一に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項13】前記SiC下地膜上に、SiC膜を形成することを特徴とする、請求項7~12のいずれか一に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項14】前記SiC膜は、厚さ350ÅにおいてX線回折による(200)面からの回折ピークの半値幅が0.68度以下であることを特徴とする、請求項13に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
【請求項15】前記Siを含んだ部材はSi基板であり、前記SiC多層膜構造はSiC基板を構成することを特徴とする、請求項13又は14に記載のSiC多層膜構造の製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 表面処理
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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