JP6207014B2 - 化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
比較例1では、ステップS3の加熱処理において、坩堝10の加熱温度を、シリコンの融点以下であってシリコンの融点近傍の温度である、1350℃に設定した。使用した装置や、その他の条件は、実施例と同一である。この場合、シリコン単結晶基板23とカーボン膜21は反応しなかった。また、実験後のシリコン単結晶基板23の接触面23aをXRD(X-ray Diffraction)測定したが、接触面23aにSiCを確認することができなかった。
本実施例に係るSiC結晶の製造方法では、カーボン膜21によって支持基板20の主面20aを覆っている。これにより、ステップS3および図5で説明したように、カーボン膜21からシリコン融液層23c内にカーボンを供給することができる。従って、SiC結晶を成長させることが可能となる。また、カーボン膜21によって、シリコン融液層23cが支持基板20の主面20aに接触することを防止できる。従って、3C−SiC結晶26の成長が行われる際に(図6参照)、3C−SiC結晶26の結晶方位に対して主面20aが及ぼす影響を、カーボン膜21によって遮断することができる。これにより、シリコン単結晶基板23の結晶面の(100)面に揃うように、3C−SiC結晶26を成長させることができる。以上により、支持基板20ではなくシリコン単結晶基板23によって結晶方位が制御された3C−SiC結晶を、成長させることが可能となる。従って、SiC単結晶基板やサファイア単結晶基板などの、結晶方位が揃った高価な基板を支持基板に用いる必要がなくなるため、SiC結晶基板の製造コストを低減することが可能となる。
支持基板20の材料は、ステップS3の加熱処理で融解しない材料であれば、何れの材料を用いても良い。サファイア単結晶や、6H−SiC単結晶を用いても良い。また支持基板20の材料は半導体に限られず、例えばタングステンなどの金属であってもよいし、SiO2などの絶縁体であってもよい。
21:カーボン膜、23:シリコン単結晶基板、23c:シリコン融液層、23d:未融解層、23e:シリコン融液、26および27:3C−SiC結晶、28:成長層
Claims (8)
- 第1元素と第2元素との2種類の元素を含む化合物半導体結晶の製造方法であって、
支持基板の主面に成膜されている第1元素を含む膜の表面に、第2元素の単結晶基板を接触させ、前記支持基板と前記第1元素を含む膜と前記第2元素の単結晶基板とが順に積層されている積層構造体を形成する第1工程と、
前記積層構造体を前記第2元素の単結晶基板の融点以上に加熱することで、前記支持基板、前記第1元素を含む膜、前記第2元素の単結晶基板の融液層、前記第2元素の単結晶基板の未融解層、が順に積層した構造を形成し、その後に常温まで冷却することで前記未融解層の特定の結晶面に揃うように化合物半導体結晶をヘテロエピタキシャル成長させる第2工程と、
を備え、
前記第2元素の単結晶基板の前記第1元素を含む膜との接触面の面方位を、前記第1元素を含む膜上または前記支持基板の前記主面上に成長させる前記化合物半導体結晶の面方位に応じた面方位に制御することを特徴とする化合物半導体結晶の製造方法。 - 前記第1元素を含む膜は、物理気相成長法(PVD)によって成膜されていることを特徴とする請求項1に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記支持基板の融点は、前記第2元素の単結晶基板の融点よりも高いことを特徴とする請求項1または2に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記支持基板は、前記第1元素と前記第2元素を含む化合物半導体の多結晶体であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記第2工程の加熱工程では、
前記支持基板および前記第1元素を含む膜を介して前記第2元素の単結晶基板に熱エネルギーが伝達されることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。 - 前記第1元素はカーボンであり、
前記第2元素はシリコンであり、
前記化合物半導体結晶はSiCであることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。 - シリコンの単結晶基板のカーボンを含む膜との接触面の面方位を、前記第1元素を含む膜上または前記支持基板の前記主面上に成長させる3C−SiC結晶の面方位と同一になるように制御することを特徴とする請求項6に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
- 前記第2工程を実施後の第1元素を含む膜上または支持基板の主面上に形成されている、前記第1元素と前記第2元素を含む化合物半導体の第1の結晶成長層の表面に、前記第1元素と前記第2元素を含む化合物半導体の第2の結晶成長層を、前記第1の結晶成長層の結晶面に揃えて成長させる第3工程をさらに備えることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。
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