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

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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。