JP2021095584A - 炭化ケイ素多結晶基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、支持基板100上に10μm〜30μmの第1炭化ケイ素多結晶膜200を成膜する工程である。第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、例えば、図1に示した成膜装置1000を用いて行うことができる。
次に、積層体400を加熱処理工程に供する。加熱処理工程は、支持基板100と第1炭化ケイ素多結晶膜200との積層体400を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下で、第1炭化ケイ素多結晶膜200の成膜温度よりも高い温度で加熱処理する工程である。
次に、加熱処理した積層体400Aを第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程に供する。第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程は、加熱処理した積層体400Aの上に、第2炭化ケイ素多結晶膜300を成膜する工程である。
次に、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程により得られた積層体400Bを、積層体400Bから支持基板100を除去する除去工程に供する。
次に、従来の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法と本実施形態の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法において、炭化ケイ素多結晶膜における炭化ケイ素多結晶の結晶粒の大きさの分布を比較して説明する。
(実施例1)
前述した実施形態の成膜装置1000を用いて、炭化ケイ素多結晶膜の成膜を行った。まず、成膜装置1000の基板ホルダー1070に、直径150mm、厚さ1.0mmカーボン製の支持基板を固定した。成膜室1010内へArガスを流入させながら排気ポンプにより炉内を減圧化した後、1400℃まで加熱し、1400℃に達した後Arガスの供給を停止した。原料ガスとして、SiCl4、CH4を用い、ドーピングガスとしてN2、キャリアガスとしてH2を用いた。炭化ケイ素多結晶膜の蒸着工程においては、これらのガスの混合比をSiCl4:CH4:H2:N2=1:1:10:10として、総流入量を100slm(standard L/min)として、5分間成膜を実施した。厚さが10μmの炭化ケイ素多結晶膜を支持基板の両面に成膜させて、支持基板と第1炭化ケイ素多結晶膜の積層体を得た。次に、加熱処理工程を行った。加熱処理工程は、二珪化モリブデン製のヒーターを備える加熱炉を用いて、不活性ガス(窒素ガス)雰囲気下、大気圧下で、1600℃、60分行った。次に、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程を行った。第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程とガスの比率は同じとして、1400℃で170分、340μmの第2炭化ケイ素多結晶膜を成膜した。第1炭化ケイ素多結晶膜と第2炭化ケイ素多結晶膜の膜厚の合計は350μmとした。第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程により得られた積層体を室温まで冷却し、支持基板の除去工程に供した。
第1炭化ケイ素多結晶膜の厚さ、加熱処理温度、第2炭化ケイ素多結晶膜の厚さを種々変更したこと以外は、実施例1と同様の方法で炭化ケイ素多結晶基板を製造した。実施例1と同様に、第1炭化ケイ素多結晶膜と第2炭化ケイ素多結晶膜の膜厚の合計は350μmとした。製造条件、炭化ケイ素多結晶基板の反り量を表1に示した。
第1炭化ケイ素多結晶膜製造工程、加熱処理工程を行わずに、カーボン製の支持基板に厚さ350μmの炭化ケイ素多結晶膜を成膜したこと以外は実施例1と同様の方法で炭化ケイ素多結晶基板を製造した。製造条件、炭化ケイ素多結晶基板の反り量を表1に示した。
以上の評価結果により、本発明の例示的態様である実施例1〜実施例4において、比較例1〜比較例4と比べて、製造された炭化ケイ素多結晶基板の反り量が小さく、反り量は30μmから50μmであり、大きな反りが発生することを抑制して、反りの小さい炭化ケイ素多結晶基板を製造することができることが示された。本発明の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法であれば、10μm〜30μmの第1炭化ケイ素多結晶膜を成膜して、加熱処理工程により第1炭化ケイ素多結晶膜内の炭化ケイ素多結晶の結晶粒を成長させてから、第2炭化ケイ素多結晶膜を成膜することにより、成膜された炭化ケイ素多結晶膜の厚さ方向における炭化ケイ素多結晶の結晶粒のサイズの差が小さくなり、大きな反りが発生することを抑制して、反りの小さい炭化ケイ素多結晶基板を製造することができる。また、従来の製造方法と比べて、本発明の製造方法であれば、炭化ケイ素多結晶基板として用いる厚さよりも大幅に厚い炭化ケイ素多結晶膜を成膜する必要がなく、また、平坦化等のための研磨加工の作業も大幅に軽減することが可能となる。従って、本発明は、炭化ケイ素多結晶基板を工業的に製造する技術として有用性が期待される。
200、200A 第1炭化ケイ素多結晶膜
300 第2炭化ケイ素多結晶膜
400、400A、400B 積層体
500 炭化ケイ素多結晶基板
Claims (3)
- 化学的気相成長法によって支持基板上に10μm〜30μmの第1炭化ケイ素多結晶膜を成膜する、第1炭化ケイ素多結晶膜成膜工程と、
前記支持基板と前記第1炭化ケイ素多結晶膜との積層体を、不活性ガス雰囲気下または真空雰囲気下で、前記第1炭化ケイ素多結晶膜の成膜温度よりも高い温度で加熱処理する、加熱処理工程と、
加熱処理した前記積層体の上に、第2炭化ケイ素多結晶膜を成膜する、第2炭化ケイ素多結晶膜成膜工程と、を含む炭化ケイ素多結晶基板の製造方法。 - 前記第2炭化ケイ素多結晶膜の厚さが、300μm〜1000μmである、請求項1に記載の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法。
- 前記加熱処理工程における加熱処理温度が、前記第1炭化ケイ素多結晶膜の前記成膜温度よりも200℃以上高い、請求項1または2に記載の炭化ケイ素多結晶基板の製造方法。
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