晶碳化娃膜基板)1具有:娃基板2、在娃基 板2上层叠的3C-SiC(立方晶碳化娃)膜(W下,有时仅称为"SiC膜")3、W及在该SiC膜 3形成过程中使用到的掩膜4。如图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,通过将利用CZ法(提拉法)提取出的娃单晶锭切片、研磨而形 成。该娃基板2的上表面的面方向构成(100)面。此外,娃基板2的上表面可W是晶轴倾 斜几度的偏置基板(才7化ッh基板)。该娃基板2的晶格常数是0. 543皿。娃基板2被 用于作为利用异质外延技术形成第一 SiC膜31的生长底部基板。此外,在本实施方式中, 娃基板2如图1所示使用娃单晶体基板,但是并不仅限于此,例如,也可W是在由石英、蓝宝 石、不诱钢形成的基板上形成单晶体娃膜的基板等。
[0033] 第一 SiC膜31是通过在第一掩膜41形成多个第一开口部45 W使娃基板2 W规 定的间隔露出,然后在从该第一开口部45内露出的娃基板2上通过外延生长而在娃基板2 上形成的膜。第一 SiC膜31形成为其厚度比第一掩膜41的厚度厚。
[0034] 在运里,第一掩膜41只要在碳化娃膜形成过程中能够阻止异质外延生长即可,并 不需要特别的限定。例如,可W由氧化娃(Si化)、氮化娃(SiN)之类的无机材料形成。第一 SiC膜31在生长到第一掩膜41的高度之后,不仅在纵向方向,也在第一掩膜41的上表面 沿着横向方向生长。其结果,在俯视观察中,第一 SiC膜31形成为如下形状:与第一开口部 45的区域重合的部分成为顶部,其厚度也变为最厚,从该顶部的与第一开口部45的端部重 合的部分到与第一掩膜41上的外延生长的顶端部分之间倾斜。此外,第一 SiC膜31的外 延生长在规定的时间后停止,从而能够使得第一掩膜41的上部的一部分成为露出状态。在 运种情况下,由露出的第一掩膜41的上部和第一 SiC膜31在第一掩膜41上的倾斜面构成 凹形的形状。在第一掩膜41上形成的凹形的结构为开口部35 (参照图2的化))。
[0035] 第二掩膜42形成于开口部35上。第二掩膜42是通过规定的方法在开口部35 W 及第一 SiC膜31上形成的薄膜图案化后形成的掩膜。该图案化W在俯视观察中第二掩膜 41和第二掩膜42成为相同的形状的方式进行。由此,第二掩膜42是除去与第一开口部45 的上部对应的部分的薄膜而形成的。其结果,第二掩膜42形成为端部比第一 SiC膜31高 相当于该薄膜的膜厚的量,该薄膜被除去的部分即第一 SiC膜31露出的部分为第二开口部 46 O
[0036] 第二SiC膜32是在第二开口部46上通过外延生长形成的3C-SiC (立方晶碳化 娃)膜。在图1所示带碳化娃膜基板1的剖面图中,将第一开口部45的宽设定为W1、第一 掩膜41的厚度设定为T1、第一 SiC膜31的第一开口部45部分的厚度设定为Dl时,通过满 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 成的层叠缺陷由第二掩膜42终止。由此,在第二开口部46的第一 SiC膜表面不会出现平 行(111)面形成的层叠缺陷,第二SiC膜32是不受该层叠缺陷影响的外延生长而形成的、 更高品质的立方晶碳化娃膜。此外,外延生长时,第二SiC膜32成长地比第二掩膜42更高 时成长为覆盖第二掩膜42,在第二掩膜42的凹部也形成立方晶碳化娃膜。
[0037] 第二实施方式
[0038] 本实施方式对第一实施方式示出的带碳化娃膜基板1的制作方法(本发明的带碳 化娃膜基板的制作方法)进行说明。
[0039] 图2的(a)~(d)是用于说明带碳化娃膜基板1的制作方法的纵剖视图,图3是 用于说明减小带碳化娃膜基板1的晶体缺陷11的方法的纵剖视图,两者都是从与娃基板2 的(Oll)面垂直的方向观察到的图。此外,W下的说明中,图2的(a)~(d)和图3中的上 侧称为"上"、下侧称为"下"。 W40] 带碳化娃膜基板1的制造方法具有:1、第一工序,在娃基板2上形成具备第一开口 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,依次说明上述各个工序。
[0041] 首先,说明第一工序。如图2的(a)所示,准备娃基板2,在该娃基板2上形成与其 接触、且具备第二开口部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)之类的无机材料构成,下面 W由氧化娃构成第一掩膜41的情况为例进行说明。
[0043] 运样的第一掩膜41能够通过在娃基板2上形成例如氧化娃膜后,使该氧化娃膜图 案化后形成第一开口部45而得到。
[0044] 该第一掩膜41具备其纵剖面形状形成矩形、该纵剖面形状从纸面前端到纸面 后端大致相同的、所谓的线和空间的图案,并且被图案化为第一开口部45的宽设定为 Wl [ym]、第一掩膜41的厚度设定为Tl [ym]时,满足TKtan巧4.6° ) XWl的关系。
[0045] 此外,氧化娃膜能够通过例如瓣射法之类的物理气相沉积法(PVD法)、化学气相 沉积法(CVD法)、溶胶-凝胶法、热氧化法等各种成膜方法而形成,其中,优选使用热氧化法 还有CVD法而形成。根据运些方法,能够比较容易地W均匀的厚度形成所需膜厚的氧化娃 膜。 阳046] 实施例1
[0047] 本实施例是使用热氧化法形成氧化娃膜的例子。具体地说,通过向加热后的娃基 板2提供含有氧原子的气体,在娃基板2的表面形成氧化娃膜。 引加热的溫度(加热溫度)优选为300°C~1200°C左右,更优选为700°C~1100°C JjL -?" O W例加热的时间(加热时间)可W根据作为目标的氧化娃膜的厚度适当设定,并不特 另喔定,例如,加热溫度在上述的范围内的情况下,优选为10分钟~90分钟左右,更优选为 20分钟~60分钟左右。
[0050] 此外,作为含有氧原子的气体,例如可W列举出氧气(纯氧)、臭氧、过氧化氨、水 蒸气、一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,可W使用运些中的1种或者2种W上混合使用。 阳0川 实施例2
[0052] 本实施例是使用CVD法形成氧化娃膜的例子。具体地说,向规定压力的腔体内,导 入氧化娃前驱体和含氧原子的气体,随着加热娃基板2,在娃基板2表面形成氧化娃膜。
[0053] 作为氧化娃前体,例如可W列举出二氯硅烷、六氯乙硅烷、四(控基氨基)硅烷、S (控基氨基)硅烷等,可W使用运些中的1种或者2种W上混合使用。 阳054] 作为含氧原子的气体,例如可W列举出氧气(纯氧)、臭氧、过氧化氨、水蒸气、一 氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮等,可W使用运些中的1种或者2种W上混合使用。 阳化5] 加热的溫度(加热溫度)优选为300°C~1200°C左右,更优选为500°C~800°C左 -?" O
[0056] 加热的时间(加热时间)可W根据作为目标的氧化娃膜的厚度适当设定,并不特 另喔定,例如,加热溫度在上述的范围内的情况下,优选为10分钟~90分钟左右,更优选为 20分钟~60分钟左右。
[0057] 腔体内的压力(真空度)优选为0.0 SmTorr~大气压(760Torr)左右,更优选为 0.1 Torr ~SOOmTorr 左右。
[0058] 此外,氧化娃前驱体和含氧原子的气体的混合比是,摩尔比优选为10 : 1~ 1 : 100左右,更优选为1 : 2~1 : 10左右。<