単結晶SiCのプラズマCVDにおける励起種の表面反応の研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01632515
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 西野 茂弘 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (30089122)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 信男 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (60107357) ; 更家 淳司 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (90026154)
• Keywords: プラズマCVD / 減圧CVD / 立方晶SiC / 3C-SiC / ヘテロエピタキシャル / SiC on Si / 結晶成長

Research Abstract

1)低温成長による単結晶SiCの成長
アセチレン、ジシランを原料ガスとしたプラズマCVD法により、Si基板上に単結晶SiCを成長することができた。成長には簡単な温度プログラムを採用した。Si(100)基板上では1150℃、Si(111)基板上では1000℃でエピタキシヤル成長した。単結晶SiCの成長のメカニズムを調べるために、成長速度の反応ガス流量依存性を調べた。
2)成長速度の基板関度依存性
基板温度700℃〜1000℃の範囲で成長速度を調べた。減圧CVD、プラズマCVD共、800℃を境に2つの活性化エネルギ-をもつ。800℃以上では両者とも同じ活性化エネルギ-をもつが、800℃以下では、プラズマCVDの活性化エネルギ-は極端に小さく、プラズマの効果が見られる。
3)成長速度の反応ガス流量依存性
成長速度はアセチレン流量に対して平悦しないが、ジシラン流量に対しては、その2乗に比例して変化した。このことから成長にはジシランの2分子反応が関与していることが判明した。
4)反応モデル
上記の反応ガス流量依存性より、アセチレンの反応は速く、ジシランの流量で反応が決まることが判った。単結晶成長にはC-リッチの条件が必要であることより、Si基板表面には多量のCがまず存在し、そこに吸着する。Cの吸着は連続しては起らず、Cの吸着、結合で成長が進む。反応種の質量分析の結果と合せて考察することにより、この機構はSi、Cの2種類の基板表面への吸着、脱離を基本とするRedeal形反応機構で説明できる。

Research Products

• [Publications] Shigehiro Nishino: "Low Temperature Epitaxial growth of cubic silicon Carbide by plasma-assisted chemical vapor deposition" Extended Abstract of Electrochemical Society Hollywood Florida. 89-2. 691 (1989)
• [Publications] 石田秀俊: "プラズマCVD法による3C-SiCの低温成長" 電子情報通信学会、半導体・材料研究報告会. SDM-89-132. 7-12 (1989)