(57)【要約】【課題】結晶欠陥が少なく、かつ平坦性に優れた高品質の立方晶炭化珪素膜を容易に得ることができる立方晶炭化珪素膜の製造方法を提供する。【解決手段】Ｓｉ基板１の表面を炭化させて下地層２を形成し、次いで、Ｓｉ基板１の下地層２上に原料ガスｇ２を供給しつつ、この原料ガス雰囲気にて立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させ、次いで、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａをクリーニングして異物を除去し、次いで、この立方晶炭化珪素層３上に再度、原料ガスｇ２を供給しつつ、この原料ガス雰囲気にて立方晶炭化珪素層４をエピタキシャル成長させる。【選択図】図１
2015145536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に立方晶炭化珪素膜を形成する方法であって、
立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程及びエピタキシャル成長させた前記立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングする第２の工程を、１回以上繰り返し行うことにより、前記基板上に複数の立方晶炭化珪素層を積層してなる立方晶炭化珪素膜を形成することを特徴とする立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項２】
シリコン基板の表面を炭化処理して下地層を形成した後、当該下地層上に、前記第１の工程及び前記第２の工程を繰り返し行うことを特徴とする請求項１記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項３】
前記第１の工程は、炭素を含むガスと珪素を含むガスとを混合してなる混合ガス雰囲気、炭素及び珪素を含むガス雰囲気、炭素を含むガスと珪素を含むガスと炭素及び珪素を含むガスとを混合してなる複数種混合ガス雰囲気、のいずれかの雰囲気下にて行うことを特徴とする請求項１または２記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程は、水素、塩素または塩化水素を含むガス雰囲気下にて行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項５】
前記ガス雰囲気は、水素原子を含むことを特徴とする請求項４記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項６】
基板の上に立方晶炭化珪素膜を形成する方法であって、
前記基板の上に第１の立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程と、
前記第１の立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングして、前記立方晶炭化珪素膜の一部を構成する第２の立方晶炭化珪素層を形成する第２の工程と、を含むことを特徴とする立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項７】
前記第１の工程と、前記第２の工程とを繰り返し行うことを特徴とする請求項６記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立方晶炭化珪素膜の製造方法に関し、特に、ワイドバンドギャップ半導体として期待される炭化珪素（ＳｉＣ）半導体に用いて好適な結晶欠陥が少なくかつ高品質の立方晶炭化珪素膜を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、バンドギャップが２．２ｅＶ（３００Ｋ）と、シリコン（Ｓｉ）と比べて２倍以上のバンドギャップを有するワイドバンドギャップ半導体であり、パワーデバイス用半導体材料あるいは高耐圧デバイス用材料として注目されている。
この炭化珪素（ＳｉＣ）の結晶生成温度は、シリコン（Ｓｉ）と比べて高く、高品質の結晶を生成することが難しいとされているが、炭化珪素（ＳｉＣ）の中でも立方晶炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）は、結晶生成温度が比較的低温であり、安価なシリコン基板上にエピタキシャル成長（ヘテロエピタキシー）させることが可能であることが知られている。
【０００３】
ところで、立方晶炭化珪素の格子定数は４．３５９オングストロームであり、立方晶シリコンの格子定数（５．４３０７オングストローム）と比べて２０％程度も小さく、かつ熱膨張係数も異なることから、結晶欠陥が少ない高品質のエピタキシャル膜を得ることが非常に難しい。
さらに、エピタキシャル成長させた立方晶炭化珪素膜には、結晶欠陥が高密度で形成され易く、また、膜応力に起因する膜の異常成長が発生し易く、表面が平坦な立方晶炭化珪素膜を得ることが難しい。
【０００４】
一方、エピタキシャル成長させた立方晶炭化珪素膜は、膜厚が増加するにしたがって、異なる方向に成長した積層欠陥を互いに打ち消し合い、その結果、膜全体の結晶欠陥が減少することが知られている。
そこで、結晶方位が（１００）面のシリコン基板の表面に、［１１０］方向に平行に周期的な起伏構造を形成し、この周期的な起伏構造を有するシリコン基板上に立方晶炭化珪素を成長させる方法が提案されている（特許文献１）。
この方法では、結晶欠陥が少ない立方晶炭化珪素膜を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１８９５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の立方晶炭化珪素をシリコン基板の表面に成長させる方法では、エピタキシャル成長させた立方晶炭化珪素膜内の積層欠陥が会合消滅する付近では、応力の集中等により、結晶の異常成長が生じ、その結果、立方晶炭化珪素膜の表面の凹凸が大きくなり、結晶欠陥が少なく、平坦性に優れた立方晶炭化珪素膜を得ることができないという問題点があった。
また、シリコン基板の表面に周期的な起伏構造を形成するために、フォトリソグラフィ、プレス加工、レーザ加工、超音波加工、研磨加工等が必要となり、したがって、工程数が増加し、製造コストが上昇するという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、結晶欠陥が少なく、かつ平坦性に優れた高品質の立方晶炭化珪素膜を容易に得ることができる立方晶炭化珪素膜の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の立方晶炭化珪素膜の製造方法を採用した。
すなわち、本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、基板の上に立方晶炭化珪素膜を形成する方法であって、立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程及びエピタキシャル成長させた前記立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングする第２の工程を、１回以上繰り返し行うことにより、前記基板上に複数の立方晶炭化珪素層を積層してなる立方晶炭化珪素膜を形成することを特徴とする。
【０００９】
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させた後、このエピタキシャル成長させた立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングするという一連の工程を行うことにより、立方晶炭化珪素層の表面に存在する異物が除去され、結晶欠陥も終端され、表面の平坦性も確保される。そこで、これら一連の工程を、１回以上繰り返し行うことにより、その上に形成される立方晶炭化珪素層は格子歪みや結晶欠陥が少なく、表面の平坦性が確保される。これにより、結晶欠陥が少なく異物も無い立方晶炭化珪素層を複数層、積層した構造の立方晶炭化珪素膜を得ることができる。
【００１０】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、シリコン基板の表面を炭化処理して下地層を形成した後、当該下地層上に、前記第１の工程及び前記第２の工程を繰り返し行うことを特徴とする。
【００１１】
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、シリコン基板の表面を炭化処理して当該表面に下地層を形成したことにより、この下地層がシリコン基板の表面とエピタキシャル成長する立方晶炭化珪素層との格子定数の差を緩和し、立方晶炭化珪素層に格子歪みや結晶欠陥が生じ難くする。
そこで、この下地層上に、立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させた後、この立方晶炭化珪素層の表面の異物を除去するという一連の工程を、１回以上繰り返し行うこととすれば、格子歪みや結晶欠陥が少ない立方晶炭化珪素層を複数層、積層した構造の立方晶炭化珪素膜を得ることができる。
【００１２】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、前記第１の工程は、炭素を含むガスと珪素を含むガスとを混合してなる混合ガス雰囲気、炭素及び珪素を含むガス雰囲気、炭素を含むガスと珪素を含むガスと炭素及び珪素を含むガスとを混合してなる複数種混合ガス雰囲気、のいずれかの雰囲気下にて行うことを特徴とする。
【００１３】
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程を、炭素を含むガスと珪素を含むガスとを混合してなる混合ガス雰囲気、炭素及び珪素を含むガス雰囲気、炭素を含むガスと珪素を含むガスと炭素及び珪素を含むガスとを混合してなる複数種混合ガス雰囲気、のいずれかの雰囲気下にて行うことにより、化学量論的組成の立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させることができる。
【００１４】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、前記第２の工程は、水素、塩素または塩化水素を含むガス雰囲気下にて行うことを特徴とする。
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、立方晶炭化珪素層の表面の異物を除去する第２の工程を、水素、塩素または塩化水素を含むガス雰囲気下にて行うことにより、結晶欠陥や異常成長が生じ易い立方晶炭化珪素層の表面の異物が効率よく除去され、表面の平坦性も十分に確保される。
【００１５】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、前記ガス雰囲気は、水素原子を含むことを特徴とする。
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、前記ガス雰囲気が水素原子を含むことにより、立方晶炭化珪素層の表面に存在する結晶欠陥が水素原子により終端され、この立方晶炭化珪素層の表面における再成長時の結晶性を向上させることができる。
【００１６】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、基板の上に立方晶炭化珪素膜を形成する方法であって、前記基板の上に第１の立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程と、前記第１の立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングして、前記立方晶炭化珪素膜の一部を構成する第２の立方晶炭化珪素層を形成する第２の工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、基板の上に第１の立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる工程の後に、第１の立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングする工程を行うことにより、立方晶炭化珪素層の表面に存在する異物が除去され、結晶欠陥も終端され、表面の平坦性も確保される。したがって、得られた立方晶炭化珪素層は格子歪みや結晶欠陥が少なく、表面の平坦性が確保されたものとなり、結晶欠陥が少なく異物も無い立方晶炭化珪素層を備えた立方晶炭化珪素膜を得ることができる。
【００１８】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、前記第１の工程と、前記第２の工程とを繰り返し行うことを特徴とする。
この立方晶炭化珪素膜の製造方法では、第１の工程と第２の工程とを繰り返し行うことにより、下側の立方晶炭化珪素層の上に形成される立方晶炭化珪素層は格子歪みや結晶欠陥が少なく、表面の平坦性が確保される。これにより、結晶欠陥が少なく異物も無い立方晶炭化珪素層を複数層有する構造の立方晶炭化珪素膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態の立方晶炭化珪素膜の製造方法を示す過程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法を実施するための形態について説明する。
本実施形態においては、発明の内容の説明を容易にするために、構造上の各部分の形状等については、適宜、実際の形状と異ならせてある。
【００２１】
本実施形態の立方晶炭化珪素膜の製造方法について、図１に基づき説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、シリコン（Ｓｉ）基板１を用意し、このＳｉ基板１の表面を希フッ酸（ＤＨＦ）溶液を用いてエッチングし、このＳｉ基板１の表面に形成されている酸化膜を除去し、この表面を清浄面とする。
【００２２】
次いで、Ｓｉ基板１の表面に炭素原料ガスｇ１を所定の流速にて供給しつつ、Ｓｉ基板１の温度を９００℃〜１３５０℃の範囲内の任意の温度まで昇温させ、この温度を所定時間保持してＳｉ基板１の表面を炭化させ、このＳｉ基板１の表面に炭化珪素（ＳｉＣ）膜からなる下地層２を形成する。
【００２３】
この炭素原料ガスとしては、エチレン（Ｃ2Ｈ4）の他、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、メタン（ＣＨ4）、ノルマルブタン（ｎ−Ｃ4Ｈ10）、イソブタン（ｉ−Ｃ4Ｈ10）、ネオペンタン（ｎｅｏ−Ｃ5Ｈ12）等が好適に用いられる。
また、メチルシラン（ＳｉＨ3ＣＨ3）、ジメチルシラン（ＳｉＨ2（ＣＨ3）2）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）等のガスを用いると、炭化珪素（ＳｉＣ）膜からなる下地層２をエピタキシャル成長させることができる。
【００２４】
このように、Ｓｉ基板１の表面を炭化処理して当該表面に下地層２を形成したことにより、この下地層２がＳｉ基板１の表面と後の工程でエピタキシャル成長する立方晶炭化珪素層との格子定数の差を緩和し、エピタキシャル成長する立方晶炭化珪素層に格子歪みや結晶欠陥が生じ難くなる。
【００２５】
次いで、図１（ｂ）に示すように、Ｓｉ基板１の下地層２上に原料ガスｇ２を供給しつつ、この原料ガス雰囲気にて、下地層２上に立方晶炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）層３をエピタキシャル成長させる。
ここで、原料ガス雰囲気としては、炭素を含むガスと珪素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる混合ガス雰囲気、炭素と珪素とを所定の割合にて含む炭素及び珪素を含むガス雰囲気、炭素を含むガスと珪素を含むガスと炭素及び珪素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる複数種混合ガス雰囲気、のいずれかの雰囲気が好ましい。
【００２６】
ここで、炭素を含むガスとしては、上記の炭素原料ガスと同様、エチレン（Ｃ2Ｈ4）の他、アセチレン（Ｃ2Ｈ2）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）、メタン（ＣＨ4）、ノルマルブタン（ｎ−Ｃ4Ｈ10）、イソブタン（ｉ−Ｃ4Ｈ10）、ネオペンタン（ｎｅｏ−Ｃ5Ｈ12）等が好適に用いられる。
また、珪素を含むガスとしては、モノシラン（ＳｉＨ4）、ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）、トリシラン（Ｓｉ3Ｈ8）、テトラシラン（Ｓｉ4Ｈ10）、ジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ4）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ3）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ2Ｃｌ6）等が好適に用いられる。
また、炭素及び珪素を含むガスとしては、メチルシラン（ＳｉＨ3ＣＨ3）、ジメチルシラン（ＳｉＨ2（ＣＨ3）2）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ3）3）等が好適に用いられる。
【００２７】
このように、炭素を含むガスと珪素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる混合ガス、炭素と珪素とを所定の割合にて含む炭素及び珪素を含むガス、炭素を含むガスと珪素を含むガスと炭素及び珪素を含むガスとを所定の割合にて混合してなる複数種混合ガス、のいずれかのガスを用いてエピタキシャル成長させれば、得られた立方晶炭化珪素層３は、化学量論的組成の立方晶炭化珪素となる。
【００２８】
ところで、エピタキシャル成長の過程では、立方晶炭化珪素層３中にはＳｉ基板１との格子定数が異なることに起因して、多くの結晶欠陥１１が発生する。
これらの結晶欠陥１１は、エピタキシャル成長が進行して膜厚が厚くなるのに伴い、結晶欠陥１１同士が打ち消し合い、消滅１２するものもある。したがって、立方晶炭化珪素層３は、膜厚が厚くなるにしたがって結晶欠陥１１の密度も減少する傾向がある。
一方、立方晶炭化珪素層３の表面では、結晶欠陥１１が残存したり、あるいは、膜応力等の影響により異常成長した核等の異物１３が生じたりするので、表面の凹凸は大きくなる。
【００２９】
そこで、立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させた後、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａをクリーニングするという一連の工程を、１回以上繰り返し行うこととすれば、格子歪みや結晶欠陥が少ない立方晶炭化珪素層を複数層、積層した構造の立方晶炭化珪素膜を得ることが可能である。
【００３０】
そこで、原料ガスｇ２の供給を停止し、図１（ｃ）に示すように、立方晶炭化珪素層３上にエッチングガスｇ３を供給しつつ、立方晶炭化珪素層３の表面３ａのクリーニングを行う。
エッチングガスｇ３としては、立方晶炭化珪素層３の表面３ａをエッチングすることができる水素（Ｈ2）ガス、塩素（Ｃｌ2）ガス、塩化水素（ＨＣｌ）ガス等が好適に用いられる。
【００３１】
このクリーニングの過程で、立方晶炭化珪素層３の表面に存在する異常成長した核等の異物１３は結晶性が低いので、立方晶炭化珪素層３よりもエッチングレートが高い。したがって、このクリーニングの過程では、エッチングガスｇ３により立方晶炭化珪素層３よりも異物１３の方が優先的にエッチングされて消失することとなる。
よって、立方晶炭化珪素層３の表面が平坦化される。特に、水素（Ｈ2）ガスや塩化水素（ＨＣｌ）ガス等の水素（Ｈ）原子を含むガスを用いたクリーニングでは、立方晶炭化珪素層３の表面に存在する結晶欠陥１１が水素（Ｈ）原子により終端されることで、終端部１４が形成され、クリーニング後の立方晶炭化珪素層３の表面における再成長時の結晶性を向上させることができる。
【００３２】
次いで、エッチングガスｇ３の供給を停止し、図１（ｄ）に示すように、クリーニング後の立方晶炭化珪素層３上に再度、原料ガスｇ２を供給しつつ、この原料ガス雰囲気にて、立方晶炭化珪素層３上に立方晶炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）層４をエピタキシャル成長させる。
【００３３】
ここでは、核等の異物１３が取り除かれて平坦化された立方晶炭化珪素層３の表面に立方晶炭化珪素層４をエピタキシャル成長させるので、立方晶炭化珪素層３中の結晶欠陥１１の一部は立方晶炭化珪素層４との界面で終端され、終端部１４が形成される。この終端された結晶欠陥１１がエピタキシャル成長する立方晶炭化珪素層４に影響を及ぼす虞はない。したがって、エピタキシャル成長する立方晶炭化珪素層４中の結晶欠陥１１は立方晶炭化珪素層３と比べて減少することとなり、結晶欠陥が少ない高品質の立方晶炭化珪素層４が形成される。
【００３４】
このように、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させ、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａのクリーニングを行い、クリーニング後の立方晶炭化珪素層３上に再度、立方晶炭化珪素層４をエピタキシャル成長させるという工程を行うことにより、下層側の立方晶炭化珪素層３の膜応力を緩和しながら、その上に、より高品質の立方晶炭化珪素層４を形成することができる。
【００３５】
また、同一チャンバー内で原料ガスｇ２とエッチングガスｇ３を切り換えることで、エッチングとエピタキシャル成長とを容易に切り換えることができるので、立方晶炭化珪素膜の成膜プロセスを簡単化することができる。また、成膜プロセスを簡単化することで、製造工程を短縮することができ、製造工程のコストダウンを図ることができる。
以上により、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３、立方晶炭化珪素層４を順次積層させた２層構造の高品質の立方晶炭化珪素膜２１を形成することができる。
【００３６】
このような工程をさらに繰り返すことにより、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３、立方晶炭化珪素層４、…、立方晶炭化珪素層ｎからなる多層構造の高品質の立方晶炭化珪素膜を形成することが可能である。
この多層構造の立方晶炭化珪素膜では、上層の立方晶炭化珪素層ほど結晶欠陥１１が少ないので、多層構造の立方晶炭化珪素膜では、最上層の立方晶炭化珪素層ｎの結晶欠陥１１は極めて少ないものとなる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態の立方晶炭化珪素膜の製造方法によれば、立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させ、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａのクリーニングを行い、クリーニング後の立方晶炭化珪素層３上に再度、立方晶炭化珪素層４をエピタキシャル成長させるので、Ｓｉ基板１に加工等を施すこと無しに、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３、立方晶炭化珪素層４を順次積層させた２層構造の平坦性の良い高品質の立方晶炭化珪素膜２１を形成することができる。
【００３８】
また、これらの工程は、特に高価な設備等を必要とせず、汎用の設備を用いて実施可能であるから、製造コストを低く抑えることができる。したがって、結晶欠陥の少ない高品質の立方晶炭化珪素膜を安価に得ることができる。
また、同一チャンバー内で原料ガスｇ２とエッチングガスｇ３を切り換えることで、エッチングとエピタキシャル成長とを容易に切り換えることができる。したがって、立方晶炭化珪素膜の成膜プロセスを簡単化することができ、製造工程のコストダウンを図ることができる。
【００３９】
さらに、このような工程を繰り返すことにより、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３、立方晶炭化珪素層４、…、立方晶炭化珪素層ｎからなる多層構造の高品質の立方晶炭化珪素膜を形成することができる。
この多層構造の立方晶炭化珪素膜では、上層の立方晶炭化珪素層ほど結晶欠陥１１が少ないので、結晶欠陥が極めて少ない高品質の立方晶炭化珪素膜を安価に得ることができる。
【００４０】
本実施形態の立方晶炭化珪素膜の製造方法により得られた立方晶炭化珪素膜は、結晶欠陥が極めて少ない高品質の立方晶炭化珪素膜であるから、ワイドバンドギャップ半導体として期待される炭化珪素（ＳｉＣ）半導体に好適であることはもちろんのこと、パワーデバイス用半導体材料あるいは高耐圧デバイス用材料としても利用可能である。
【００４１】
なお、本実施形態では、立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させる工程と、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａのクリーニングを行う工程とを繰り返し行ったが、立方晶炭化珪素層３をエピタキシャル成長させる工程と、この立方晶炭化珪素層３の表面３ａのクリーニングを行う工程を、それぞれ１回のみ行うこととしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、Ｓｉ基板１の下地層２上に、立方晶炭化珪素層３、立方晶炭化珪素層４を順次積層させた２層構造の立方晶炭化珪素膜２１を形成したが、この立方晶炭化珪素膜２１は、必ずしもＳｉ基板１の下地層２上に形成させる必要はなく、この立方晶炭化珪素膜２１とＳｉ基板１の下地層２との間に単層または積層構造の第３の膜を形成した構造、あるいは、この立方晶炭化珪素膜２１の上に単層または積層構造の第３の膜を形成した構造であってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１…シリコン（Ｓｉ）基板、２…下地層、３…立方晶炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）層、３ａ…表面、４…立方晶炭化珪素（３Ｃ−ＳｉＣ）層、２１…立方晶炭化珪素膜、ｇ２…原料ガス、ｇ３…エッチングガス。
【図１】
2015145536.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月16日(2015.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板表面の自然酸化膜を除去する第１の工程と、
前記シリコン基板に下地層を形成する第２の工程と、
前記下地層上に立方晶炭化珪素膜を形成する第３の工程と、
前記立方晶炭化珪素膜の表面をクリーニングする第４の工程と、を含み、
前記自然酸化膜の除去は、希フッ酸溶液を用いたエッチングにより行われ、
前記クリーニングは、水素、塩素または塩化水素を含むエッチングガスを用いたエッチングにより行われることを特徴とする立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項２】
前記下地層は炭化珪素膜であることを特徴とする請求項１に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項３】
前記下地層は、第１のガスを前記シリコン基板の表面に平行な方向に供給しつつ加熱することで形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項４】
前記立方晶炭化珪素膜は、第２のガスを前記下地層の表面に平行に供給し、エピタキシャル成長をさせることで形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項５】
前記エッチングガスは、前記立方晶炭化珪素膜の表面に平行な方向に供給されることを特徴とする請求項１乃至４に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項６】
前記第１のガスは、炭素原料ガスであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【請求項７】
前記第２のガスは、炭素を含むガス及び珪素を含むガスを含む混合ガスであることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の立方晶炭化珪素膜の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記の課題、問題の少なくともひとつを解決するために、本願発明に係るひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法は、シリコン基板表面の自然酸化膜を除去する第１の工程と、前記シリコン基板に下地層を形成する第２の工程と、前記下地層上に立方晶炭化珪素膜を形成する第３の工程と、前記立方晶炭化珪素膜の表面をクリーニングする第４の工程と、を含み、前記自然酸化膜の除去は、希フッ酸溶液を用いたエッチングにより行われ、前記クリーニングは、水素、塩素または塩化水素を含むエッチングガスを用いたエッチングにより行われることを特徴とする。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記下地層は炭化珪素膜であることが好ましい。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記下地層は、第１のガスを前記シリコン基板の表面に平行な方向に供給しつつ加熱することで形成されることが好ましい。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記立方晶炭化珪素膜は、第２のガスを前記下地層の表面に平行に供給し、エピタキシャル成長をさせることで形成することが好ましい。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記エッチングガスは、前記立方晶炭化珪素膜の表面に平行な方向に供給されることが好ましい。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記第１のガスは、炭素原料ガスであることが好ましい。
上記のひとつの立方晶炭化珪素膜の製造方法において、前記第２のガスは、炭素を含むガス及び珪素を含むガスを含む混合ガスであることが好ましい。
上記の課題を解決するために、本発明は以下の立方晶炭化珪素膜の製造方法を採用した。
すなわち、本発明の立方晶炭化珪素膜の製造方法は、基板の上に立方晶炭化珪素膜を形成する方法であって、立方晶炭化珪素層をエピタキシャル成長させる第１の工程及びエピタキシャル成長させた前記立方晶炭化珪素層の表面をクリーニングする第２の工程を、１回以上繰り返し行うことにより、前記基板上に複数の立方晶炭化珪素層を積層してなる立方晶炭化珪素膜を形成することを特徴とする。