晶碳化娃膜基板)1具有:娃基板2、在娃基 板2上層疊的3C-SiC(立方晶碳化娃)膜(W下,有時(shí)僅稱為"SiC膜")3、W及在該SiC膜 3形成過(guò)程中使用到的掩膜4。如圖1所示,SiC膜3包含第一 SiC膜31和第二SiC膜32。 另外,掩膜4包含第一掩膜41和第二掩膜42。
[0032] 娃基板2是例如,通過(guò)將利用CZ法(提拉法)提取出的娃單晶錠切片、研磨而形 成。該娃基板2的上表面的面方向構(gòu)成(100)面。此外,娃基板2的上表面可W是晶軸傾 斜幾度的偏置基板(才7化ッh基板)。該娃基板2的晶格常數(shù)是0. 543皿。娃基板2被 用于作為利用異質(zhì)外延技術(shù)形成第一 SiC膜31的生長(zhǎng)底部基板。此外,在本實(shí)施方式中, 娃基板2如圖1所示使用娃單晶體基板,但是并不僅限于此,例如,也可W是在由石英、藍(lán)寶 石、不誘鋼形成的基板上形成單晶體娃膜的基板等。
[0033] 第一 SiC膜31是通過(guò)在第一掩膜41形成多個(gè)第一開(kāi)口部45 W使娃基板2 W規(guī) 定的間隔露出,然后在從該第一開(kāi)口部45內(nèi)露出的娃基板2上通過(guò)外延生長(zhǎng)而在娃基板2 上形成的膜。第一 SiC膜31形成為其厚度比第一掩膜41的厚度厚。
[0034] 在運(yùn)里,第一掩膜41只要在碳化娃膜形成過(guò)程中能夠阻止異質(zhì)外延生長(zhǎng)即可,并 不需要特別的限定。例如,可W由氧化娃(Si化)、氮化娃(SiN)之類(lèi)的無(wú)機(jī)材料形成。第一 SiC膜31在生長(zhǎng)到第一掩膜41的高度之后,不僅在縱向方向,也在第一掩膜41的上表面 沿著橫向方向生長(zhǎng)。其結(jié)果,在俯視觀察中,第一 SiC膜31形成為如下形狀:與第一開(kāi)口部 45的區(qū)域重合的部分成為頂部,其厚度也變?yōu)樽詈?,從該頂部的與第一開(kāi)口部45的端部重 合的部分到與第一掩膜41上的外延生長(zhǎng)的頂端部分之間傾斜。此外,第一 SiC膜31的外 延生長(zhǎng)在規(guī)定的時(shí)間后停止,從而能夠使得第一掩膜41的上部的一部分成為露出狀態(tài)。在 運(yùn)種情況下,由露出的第一掩膜41的上部和第一 SiC膜31在第一掩膜41上的傾斜面構(gòu)成 凹形的形狀。在第一掩膜41上形成的凹形的結(jié)構(gòu)為開(kāi)口部35 (參照?qǐng)D2的化))。
[0035] 第二掩膜42形成于開(kāi)口部35上。第二掩膜42是通過(guò)規(guī)定的方法在開(kāi)口部35 W 及第一 SiC膜31上形成的薄膜圖案化后形成的掩膜。該圖案化W在俯視觀察中第二掩膜 41和第二掩膜42成為相同的形狀的方式進(jìn)行。由此,第二掩膜42是除去與第一開(kāi)口部45 的上部對(duì)應(yīng)的部分的薄膜而形成的。其結(jié)果,第二掩膜42形成為端部比第一 SiC膜31高 相當(dāng)于該薄膜的膜厚的量,該薄膜被除去的部分即第一 SiC膜31露出的部分為第二開(kāi)口部 46 O
[0036] 第二SiC膜32是在第二開(kāi)口部46上通過(guò)外延生長(zhǎng)形成的3C-SiC (立方晶碳化 娃)膜。在圖1所示帶碳化娃膜基板1的剖面圖中,將第一開(kāi)口部45的寬設(shè)定為W1、第一 掩膜41的厚度設(shè)定為T(mén)1、第一 SiC膜31的第一開(kāi)口部45部分的厚度設(shè)定為Dl時(shí),通過(guò)滿 足 TKtan巧4.6° ) XWl 并且 Dl ^tan巧4.6° )XW1,平行第一 SiC 膜 31 的(111)面形 成的層疊缺陷由第二掩膜42終止。由此,在第二開(kāi)口部46的第一 SiC膜表面不會(huì)出現(xiàn)平 行(111)面形成的層疊缺陷,第二SiC膜32是不受該層疊缺陷影響的外延生長(zhǎng)而形成的、 更高品質(zhì)的立方晶碳化娃膜。此外,外延生長(zhǎng)時(shí),第二SiC膜32成長(zhǎng)地比第二掩膜42更高 時(shí)成長(zhǎng)為覆蓋第二掩膜42,在第二掩膜42的凹部也形成立方晶碳化娃膜。
[0037] 第二實(shí)施方式
[0038] 本實(shí)施方式對(duì)第一實(shí)施方式示出的帶碳化娃膜基板1的制作方法(本發(fā)明的帶碳 化娃膜基板的制作方法)進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] 圖2的(a)~(d)是用于說(shuō)明帶碳化娃膜基板1的制作方法的縱剖視圖,圖3是 用于說(shuō)明減小帶碳化娃膜基板1的晶體缺陷11的方法的縱剖視圖,兩者都是從與娃基板2 的(Oll)面垂直的方向觀察到的圖。此外,W下的說(shuō)明中,圖2的(a)~(d)和圖3中的上 側(cè)稱為"上"、下側(cè)稱為"下"。 W40] 帶碳化娃膜基板1的制造方法具有:1、第一工序,在娃基板2上形成具備第一開(kāi)口 部45的第一掩膜41 ;2、第二工序,形成第一 SiC膜31 ;3、第=工序,形成第二掩膜42 ; W及 4、第四工序,形成第二SiC膜32。下面,依次說(shuō)明上述各個(gè)工序。
[0041] 首先,說(shuō)明第一工序。如圖2的(a)所示,準(zhǔn)備娃基板2,在該娃基板2上形成與其 接觸、且具備第二開(kāi)口部45的第一掩膜41。
[0042] 此外,第一掩膜41由例如氧化娃(Si〇2)、氮化娃(SiN)之類(lèi)的無(wú)機(jī)材料構(gòu)成,下面 W由氧化娃構(gòu)成第一掩膜41的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0043] 運(yùn)樣的第一掩膜41能夠通過(guò)在娃基板2上形成例如氧化娃膜后,使該氧化娃膜圖 案化后形成第一開(kāi)口部45而得到。
[0044] 該第一掩膜41具備其縱剖面形狀形成矩形、該縱剖面形狀從紙面前端到紙面 后端大致相同的、所謂的線和空間的圖案,并且被圖案化為第一開(kāi)口部45的寬設(shè)定為 Wl [ym]、第一掩膜41的厚度設(shè)定為T(mén)l [ym]時(shí),滿足TKtan巧4.6° ) XWl的關(guān)系。
[0045] 此外,氧化娃膜能夠通過(guò)例如瓣射法之類(lèi)的物理氣相沉積法(PVD法)、化學(xué)氣相 沉積法(CVD法)、溶膠-凝膠法、熱氧化法等各種成膜方法而形成,其中,優(yōu)選使用熱氧化法 還有CVD法而形成。根據(jù)運(yùn)些方法,能夠比較容易地W均勻的厚度形成所需膜厚的氧化娃 膜。 陽(yáng)046] 實(shí)施例1
[0047] 本實(shí)施例是使用熱氧化法形成氧化娃膜的例子。具體地說(shuō),通過(guò)向加熱后的娃基 板2提供含有氧原子的氣體,在娃基板2的表面形成氧化娃膜。 引加熱的溫度(加熱溫度)優(yōu)選為300°C~1200°C左右,更優(yōu)選為700°C~1100°C JjL -?" O W例加熱的時(shí)間(加熱時(shí)間)可W根據(jù)作為目標(biāo)的氧化娃膜的厚度適當(dāng)設(shè)定,并不特 另喔定,例如,加熱溫度在上述的范圍內(nèi)的情況下,優(yōu)選為10分鐘~90分鐘左右,更優(yōu)選為 20分鐘~60分鐘左右。
[0050] 此外,作為含有氧原子的氣體,例如可W列舉出氧氣(純氧)、臭氧、過(guò)氧化氨、水 蒸氣、一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,可W使用運(yùn)些中的1種或者2種W上混合使用。 陽(yáng)0川 實(shí)施例2
[0052] 本實(shí)施例是使用CVD法形成氧化娃膜的例子。具體地說(shuō),向規(guī)定壓力的腔體內(nèi),導(dǎo) 入氧化娃前驅(qū)體和含氧原子的氣體,隨著加熱娃基板2,在娃基板2表面形成氧化娃膜。
[0053] 作為氧化娃前體,例如可W列舉出二氯硅烷、六氯乙硅烷、四(控基氨基)硅烷、S (控基氨基)硅烷等,可W使用運(yùn)些中的1種或者2種W上混合使用。 陽(yáng)054] 作為含氧原子的氣體,例如可W列舉出氧氣(純氧)、臭氧、過(guò)氧化氨、水蒸氣、一 氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,可W使用運(yùn)些中的1種或者2種W上混合使用。 陽(yáng)化5] 加熱的溫度(加熱溫度)優(yōu)選為300°C~1200°C左右,更優(yōu)選為500°C~800°C左 -?" O
[0056] 加熱的時(shí)間(加熱時(shí)間)可W根據(jù)作為目標(biāo)的氧化娃膜的厚度適當(dāng)設(shè)定,并不特 另喔定,例如,加熱溫度在上述的范圍內(nèi)的情況下,優(yōu)選為10分鐘~90分鐘左右,更優(yōu)選為 20分鐘~60分鐘左右。
[0057] 腔體內(nèi)的壓力(真空度)優(yōu)選為0.0 SmTorr~大氣壓(760Torr)左右,更優(yōu)選為 0.1 Torr ~SOOmTorr 左右。
[0058] 此外,氧化娃前驅(qū)體和含氧原子的氣體的混合比是,摩爾比優(yōu)選為10 : 1~ 1 : 100左右,更優(yōu)選為1 : 2~1 : 10左右。<