SiC成型體以及SiC成型體的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種CVD-SiC成型體，其可以適合用作在半導(dǎo)體制造工序中使用的蝕刻器用構(gòu)件等，該成型體的光透射性低、電阻率高。提供一種SiC成型體，其為利用CVD法形成的SiC成型體，其包含1～30質(zhì)量ppm的硼原子、超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下的氮原子，優(yōu)選的是電阻率超過10Ω·cm且為100000Ω·cm以下，波長950nm下的光透射率為0～1％。
【專利說明】siC成型體以及SiC成型體的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及Sic成型體以及SiC成型體的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 利用CVD法（化學(xué)氣相沉積法）使SiC析出在基材的表面并成膜后，去除基材而 得到的SiC成型體（CVD-SiC成型體）與利用燒結(jié)法制造的SiC成型體相比致密且純度高， 耐蝕性、耐熱性、強度特性也優(yōu)異，因此提出將其作為半導(dǎo)體制造裝置用的加熱器、蝕刻裝 置（蝕刻器）、CVD裝置等中使用的虛擬晶圓、基座、爐芯管等各種構(gòu)件的方案（例如參照專 利文獻(xiàn)1 (日本特開2006-16662號公報））。
[0003] 然而，例如將CVD-SiC成型體用作半導(dǎo)體制造用的加熱器時，除了上述各特性之 夕卜，還需要與利用燒結(jié)法制造的SiC大致相等的低電阻率，另外，用作虛擬晶圓時，需要光 透射率低，尚未獲得具備可作為半導(dǎo)體制造用基材而通用的充分特性的CVD-SiC成型體。
[0004]因此，本申請的 申請人:之前提出了在氮氣的存在下供給原料氣體而成的、電阻率 和光透射性低的CVD-SiC成型體（參照專利文獻(xiàn)2(日本特開2002-47066號公報））。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-16662號公報
[0008] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-47066號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的問題
[0010] 然而，將CVD-SiC成型體適用于在半導(dǎo)體制造工序中使用的蝕刻器用構(gòu)件時，從 其使用條件出發(fā)，要求光透射性低且具有各種電阻率。
[0011] 即，專利文獻(xiàn)2中記載的CVD-SiC成型體能夠適合用作光透射性和電阻率低的蝕 刻器用構(gòu)件，但還尋求由光透射性低、電阻率高至超過10D?cm的CVD-SiC成型體形成的 蝕刻器用構(gòu)件。
[0012] 在這種狀況下，本申請發(fā)明的目的在于，提供可以適合用作在半導(dǎo)體制造工序中 使用的蝕刻器用構(gòu)件且光透射性低、電阻率高的CVD-SiC成型體，并且提供利用CVD法簡便 地制作該SiC成型體的方法。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過利用CVD法形成的、包含1?30質(zhì)量 ppm的硼原子、超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下的氮原子的SiC成型體及其制造方 法，能夠解決上述技術(shù)課題，從而基于該見解而完成了本發(fā)明。
[0015] 即，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0016] (1) -種SiC成型體，其特征在于，其為利用CVD法形成的SiC成型體，其包含1? 30質(zhì)量ppm的硼原子、超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下的氮原子；
[0017] (2)根據(jù)上述（1)所述的SiC成型體，其中，電阻率超過10D.cm且為 100000Q?cm以下，波長950nm下的光透射率為0?1 % ;
[0018] (3) -種SiC成型體的制造方法，其特征在于，其包括：與原料氣體一起向反應(yīng)室 內(nèi)導(dǎo)入硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣，利用CVD法在基材的表面形成SiC膜的 工序，
[0019] 在該SiC成型體的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，前述硼化合物氣 體的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為5X1(T4?0. 02 體積％，前述含氮原子化合物氣體的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和 載氣的合計量為〇. 05?3. 0體積％，前述載氣的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化 合物氣體和載氣的合計量為96. 9800?99. 9495體積％，
[0020] 以20°C的溫度下的體積比例計，前述原料氣體的量相對于前述原料氣體、硼化合 物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的總量為2?15體積％，前述硼化合物氣體、含氮原子 化合物氣體和載氣的合計量相對于前述原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和 載氣的總量為85?98體積％。
[0021] 發(fā)明的效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可以適合用作在半導(dǎo)體制造工序中使用的蝕刻器用構(gòu)件等 的、光透射性低、電阻率高的CVD-SiC成型體，并且能夠提供利用CVD法簡便地制作該SiC 成型體的方法。

【具體實施方式】
[0023] 首先，針對本發(fā)明的SiC成型體進(jìn)行說明。
[0024] 本發(fā)明的SiC成型體的特征在于，其為利用CVD法形成的SiC成型體，其包含1? 30質(zhì)量ppm的硼原子、超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下的氮原子。
[0025] 本發(fā)明的SiC成型體包含 1 ?30 質(zhì)量ppm(l. 8X1017atoms/cm3?5. 4X1018atoms/ cm3)的硼原子，優(yōu)選包含1?20質(zhì)量ppm，更優(yōu)選包含1?10質(zhì)量ppm。
[0026] 本發(fā)明的SiC成型體中，通過使硼原子的含量處于上述范圍內(nèi)，能夠抑制由氮原 子導(dǎo)致的電阻率降低，并且在用作半導(dǎo)體制造裝置用構(gòu)件時能夠抑制硼原子以雜質(zhì)的形式 混入至半導(dǎo)體晶圓中。
[0027] 需要說明的是，在本申請說明書中，SiC成型體中的硼原子的含量是指利用輝光放 電質(zhì)譜裝置（⑶_MS、FIElemental公司制造的VG-9000)測得的值。
[0028] 在上述測定中，通過使試樣作為陰極而在Ar氣體氣氛下產(chǎn)生輝光放電，將進(jìn)行了 濺射的試樣表面的構(gòu)成元素在放電等離子體中進(jìn)行離子化，然后，用質(zhì)譜儀來測量該進(jìn)行 了離子化的構(gòu)成元素，利用相對靈敏度因子（RSF)來校正主要成分元素與目標(biāo)元素（硼原 子）的離子強度比，從而算出目標(biāo)元素（硼原子）的含量。
[0029] 本發(fā)明的SiC成型體包含超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下（超過 1. 37X1019atoms/cm3且 1. 37X10 2°atoms/cm3以下）的氮原子，優(yōu)選包含 100 ?600 質(zhì)量 ppm，更優(yōu)選包含100?300質(zhì)量ppm。
[0030] 本發(fā)明的SiC成型體中，通過使氮原子的含量處于上述范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)?shù)亟档?光透射率。
[0031] 需要說明的是，在本申請說明書中，SiC成型體中的氮原子的含量是指利用二次離 子質(zhì)譜儀（SMS、例如ATOMIKA公司制造的SMS-4000)測得的值。
[0032] 在上述測定中，通過將離子（Cs+或02+)照射至固體表面，利用質(zhì)譜儀對以二次離 子的形式釋放至真空中的試樣構(gòu)成原子進(jìn)行質(zhì)量分離?檢測，從而測量SiC成型體中的氮 原子濃度。
[0033] 本發(fā)明的SiC成型體中，用硼原子/氮原子表示的硼原子與氮原子的原子比優(yōu)選 為0. 01?2、更優(yōu)選為0. 01?1、進(jìn)一步優(yōu)選為0. 01?0. 5。
[0034] 本發(fā)明的SiC成型體中，通過使硼原子與氮原子的原子比處于上述范圍內(nèi)，能夠 容易地提供光透射性低、電阻率高的SiC成型體。
[0035] 本發(fā)明的SiC成型體中包含的硼原子量、氮原子量可通過調(diào)整在制造本發(fā)明的 SiC成型體時的硼原子化合物的導(dǎo)入量、含氮原子化合物的導(dǎo)入量等來控制。
[0036] 本發(fā)明的SiC成型體中，SiC的含有比例是指99. 900?99. 988質(zhì)量％，適合的是， 除了硼原子和氮原子之外的成分全部為SiC。
[0037] 需要說明的是，本申請說明書中，SiC的含有比例是指從100質(zhì)量％中減去利用 上述二次離子質(zhì)譜儀（SIMS)測得的氮原子含量（質(zhì)量％ )、利用上述輝光放電質(zhì)譜裝置 (GD-MS)測得的硼原子的含量、以及其它對半導(dǎo)體制造有害的金屬元素的含量（質(zhì)量％)而 得的值。
[0038] 構(gòu)成本發(fā)明的SiC成型體的SiC通常采用多晶型的晶體形態(tài)，例如可列舉出包含 a-SiC晶體的多形體（多晶型）即3C型、2H型、4H型、15R型等的SiC。
[0039] 需要說明的是，各多形體的含有比率可以由基于粉末X射線衍射法的主峰的積分 強度比來算出。
[0040] 可以認(rèn)為，構(gòu)成本發(fā)明的SiC成型體的SiC晶體是由SiC晶體中的一部分碳原子 (C)被作為n型摻雜劑的氮原子（N)置換而成的，由于SiC中的碳原子（C)被置換為氮原子 (N)而自由電子增加，從而SiC成型體的電阻率降低。
[0041] 另一方面，還可以認(rèn)為本發(fā)明的SiC成型體是由SiC晶體中的一部分碳原子（C) 被作為P型摻雜劑的硼原子（B)置換而成的，由于SiC中的碳原子（C)被置換為硼原子（B) 而電子空穴增加，從而同樣地SiC成型體的電阻率降低。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明人等的研宄而判明了 ：氮原子和硼原子均會降低SiC成型體的電阻 率，但硼原子的空穴會抵消氮原子的自由電子，因此硼原子能夠抑制由氮電子導(dǎo)致的電阻 率降低，作為結(jié)果，能夠獲得具有高電阻率的SiC成型體。
[0043] 因此，在本發(fā)明的SiC成型體中，通過控制硼原子量（電子空穴數(shù)）和氮原子量 (自由電子數(shù)），能夠容易地控制電阻率。
[0044] 另外，本發(fā)明人等經(jīng)研宄而發(fā)現(xiàn)了：通過使本發(fā)明的SiC成型體含有規(guī)定量的硼 原子和氮原子，能夠容易地降低光透射性。因此，在本發(fā)明的SiC成型體中，通過控制硼原 子量和氮原子量，還能夠容易地控制光透射性。
[0045] 本發(fā)明的SiC成型體的電阻率超過10D?cm且為100000D?cm以下是適合的， 更適合為11?100000D?cm，進(jìn)一步適合為11?20000Q?cm。
[0046] 需要說明的是，在本申請說明書中，SiC成型體的電阻率是指由如下電阻求得的 值，所述電阻是由SiC成型體加工出長4mmX寬40mmX厚度0? 5mm的測試片，并以20mm的 端子間距離利用4端子電壓下降法測得的。
[0047] 本發(fā)明的SiC成型體的波長950nm下的光透射率為0?1%是適合的，更適合為 0?0.5%，進(jìn)一步適合為0?0. 1%。
[0048] 需要說明的是，在本申請說明書中，波長950nm下的光透射率是指利用光電傳感 器頭所發(fā)出的波長950nm的紅色LED光透過SiC成型體并到達(dá)光接收部的光的量而測得的 值。
[0049] 本發(fā)明的SiC成型體可以適合用作例如在半導(dǎo)體制造工序中使用的蝕刻器用構(gòu) 件等。
[0050] 本發(fā)明的SiC成型體是利用CVD法形成的，利用CVD法形成本發(fā)明的SiC成型體 的方法詳見后述。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供光透射性低、電阻率高的CVD-SiC成型體。
[0052] 接著，針對本發(fā)明的SiC成型體的制造方法進(jìn)行說明。
[0053] 本發(fā)明的SiC成型體的制造方法的特征在于，其包括：與原料氣體一起向反應(yīng)室 內(nèi)導(dǎo)入硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣，利用CVD法在基材的表面形成SiC膜的 工序，
[0054] 在該SiC成型體的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，前述硼化合物氣 體的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為5X1(T4?0. 02 體積％，前述含氮原子化合物氣體的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和 載氣的合計量為〇. 05?3. 0體積％，前述載氣的量相對于前述硼化合物氣體、含氮原子化 合物氣體和載氣的合計量為96. 9800?99. 9495體積％，以20°C的溫度下的體積比例計，前 述原料氣體的量相對于前述原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的總量 為2?15體積％，前述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量相對于前述原 料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的總量為85?98體積％。
[0055] 本發(fā)明的制造方法中，作為具有進(jìn)行CVD反應(yīng)的反應(yīng)室的裝置，沒有特別限定，例 如可列舉出如下反應(yīng)容器：其在內(nèi)部或外部配置有用于加熱反應(yīng)室內(nèi)的高頻線圈，并且設(shè) 置有用于向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的氣體導(dǎo) 入管、以及用于對反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口。
[0056] 本發(fā)明的制造方法中，原料氣體是指可利用反應(yīng)而生成SiC晶體的氣體（SiC晶體 形成氣體），對于這樣的原料氣體，作為一元型原料可列舉出從CH3SiCl3氣體、（CH3)2SiCl2 氣體、（CH3) 3SiCl氣體等中選擇的一種以上，作為二元型原料可列舉出從SiCl4氣體、SiHCl3 氣體、SiCl2H2氣體、SiHA體等中選擇的一種以上的硅源化合物與從CH4氣體、C2H6氣體、 C3H8氣體等中選擇的一種以上碳源化合物。
[0057] 本發(fā)明的制造方法中，作為硼化合物氣體，可列舉出從BF3氣體、BC13氣體、BBr3氣 體、B203氣體等中選擇的一種以上氣體。
[0058] 本發(fā)明的制造方法中，作為含氮原子化合物氣體，可列舉出從N2氣體、NH3氣體等 中選擇的一種以上氣體。
[0059] 作為N2氣體，純度為99. 99質(zhì)量％以上且氧含量為5質(zhì)量ppm以下的N2氣體是適 合的。
[0060] 本發(fā)明的制造方法中，作為載氣，只要是在CVD法中通常使用的載氣就沒有特別 限定，可列舉出從氫氣、氬氣等中選擇的一種以上。
[0061] 本發(fā)明的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，硼化合物氣體的導(dǎo)入量相 對于硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為5X1(T4?0. 02體積％，優(yōu)選為 5XKT4?0? 005體積％、更優(yōu)選為5X10 -4?0? 0025體積％。
[0062] 本發(fā)明的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，含氮原子化合物氣體的導(dǎo) 入量相對于硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為〇. 05?3. 0體積％，優(yōu) 選為0. 05?1. 0體積％、更優(yōu)選為0. 05?0. 1體積％。
[0063] 本發(fā)明的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，載氣的導(dǎo)入量相對于硼 化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為96. 9800?99. 9495體積％，優(yōu)選為 99. 0000 ?99. 9495 體積 ％、更優(yōu)選為 99. 9000 ?99. 9495 體積 ％。
[0064] 本發(fā)明的制造方法中，通過使硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的導(dǎo)入 比例處于上述范圍內(nèi)，硼化合物氣體和含氮原子化合物氣體會充分地混入反應(yīng)室內(nèi)，能夠 有效地制造含有期望量的硼原子和氮原子且光透射性低、電阻率高的SiC成型體。
[0065] 本發(fā)明的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，原料氣體的導(dǎo)入量相對于 原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的總量為2?15體積％，優(yōu)選為2? 10體積％、更優(yōu)選為5?10體積％。
[0066] 本發(fā)明的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，前述硼化合物氣體、含氮原 子化合物氣體和載氣的合計導(dǎo)入量相對于前述原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物 氣體和載氣的總量為85?98體積％，優(yōu)選為90?98體積％、更優(yōu)選為90?95體積％。
[0067] 本發(fā)明的制造方法中，通過使原料氣體的含有比例、以及硼化合物氣體、含氮原子 化合物氣體和載氣的合計含有比例處于上述范圍內(nèi)，能夠以適當(dāng)?shù)某赡に俣刃纬蒘iC成型 體，容易獲得具有化學(xué)計量比（化學(xué)計量組成）的SiC成型體而不是富含Si的SiC成型體。
[0068] 本發(fā)明的制造方法中，與原料氣體一起向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入硼化合物氣體、含氮原子 化合物氣體和載氣，利用CVD法在基材的表面形成SiC膜。
[0069] 本發(fā)明的制造方法中，硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣可以分別導(dǎo)入 至反應(yīng)室內(nèi)，也可以以混合了兩種以上氣體的狀態(tài)而導(dǎo)入，優(yōu)選以混合了硼化合物氣體、含 氮原子化合物氣體和載氣的混合氣體的狀態(tài)而導(dǎo)入。
[0070] 本發(fā)明的制造方法中，作為在表面成膜有SiC膜的基材，石墨材是適合的。
[0071]另外，作為上述基材，雜質(zhì)含量優(yōu)選為20質(zhì)量ppm以下，熱膨脹系數(shù)優(yōu)選為 3.OXl〇-6/°C?4. 5Xl〇-6/°C，堆密度優(yōu)選為 1. 75 ?1. 85。
[0072] 上述基材具有與要得到的SiC成型體的形狀相對應(yīng)的形狀，例如在要得到的SiC 成型體的形狀為圓板狀的情況下，作為基材也使用圓板狀的基材。
[0073] 本發(fā)明的制造方法中，作為向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入原料氣體和載氣的方法，可列舉出如 下方法：將原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的混合氣體導(dǎo)入混合器內(nèi) 并充分混合后，介由氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入反應(yīng)室內(nèi)，利用CVD法使其沉積于設(shè)置在反應(yīng)室內(nèi)且 加熱至規(guī)定溫度的基材的表面，使SiC膜析出并成膜的方法，所述混合氣體是利用以規(guī)定 比例混入有硼化合物氣體和含氮原子化合物氣體的載氣對原料罐內(nèi)所容納的原料液進(jìn)行 鼓泡而生成的。
[0074] 本發(fā)明的制造方法中，原料氣體的反應(yīng)溫度優(yōu)選為1050?1700°C、更優(yōu)選為 1150 ?1600°C、進(jìn)一步優(yōu)選為 1200 ?1500°C。
[0075] 本發(fā)明的制造方法中，通過使原料氣體的反應(yīng)溫度處于上述范圍內(nèi)，能夠容易地 獲得電阻率受到控制的SiC成型體。
[0076] 在反應(yīng)溫度不足1050°C的情況下，還變得容易與SiC晶體同時形成遊離Si，反應(yīng) 溫度超過1700°C時，變得容易對反應(yīng)裝置的耐蝕性、耐熱性、耐久性造成影響，裝置原材料 的選擇自由度容易降低，并且變得容易需要頻繁的維護(hù)。
[0077] 上述反應(yīng)溫度可以通過調(diào)整將原料氣體沉積于基材時的基材溫度等來控制。
[0078] 另外，在本發(fā)明的制造方法中，在基材上形成的SiC膜的成膜速度優(yōu)選為20? 100ym/小時。上述成膜速度可以通過調(diào)整向反應(yīng)室內(nèi)供給原料氣體、硼化合物氣體、含氮 原子化合物氣體和載氣的速度（反應(yīng)室內(nèi)的原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣 體和載氣的滯留時間）、基材溫度（反應(yīng)溫度）來控制。
[0079] 關(guān)于本發(fā)明的制造方法，在上述SiC膜的成膜后，還可以包括將不需要的SiC膜用 機(jī)械加工、磨削來去除的工序。
[0080] 本發(fā)明的制造方法中，在上述SiC膜的成膜后，適當(dāng)利用空氣氧化、機(jī)械加工、磨 削等方法去除基材石墨，從而得到具有期望形狀的SiC成型體。
[0081] 所得SiC成型體可以進(jìn)一步根據(jù)需要實施加工，從而最終加工成適合于各種用途 的形狀、表面性狀。
[0082] 本發(fā)明的制造方法中，通過在利用CVD法形成SiC成型體時將含有n型摻雜劑即 氮原子的氣體（含氮原子化合物氣體）與原料氣體同時導(dǎo)入，SiC晶體中的一部分碳原子 (C)被n型摻雜劑即氮原子（N)置換，自由電子增加，從而降低所得SiC成型體的電阻率。
[0083] 另一方面，通過在利用CVD法形成SiC成型體時將含有p型摻雜劑即硼原子的氣 體（硼化合物氣體）與原料氣體同時導(dǎo)入，SiC晶體中的一部分碳原子（C)被p型摻雜劑 即硼原子（B)置換，電子空穴增加，SiC成型體的電阻率同樣地降低。
[0084] 根據(jù)本發(fā)明人等的研宄，氮原子和硼原子均會降低SiC成型體的電阻率，但硼原 子的空穴會抵消氮原子的自由電子，因此硼原子能夠抑制由氮原子導(dǎo)致的電阻率降低，因 此，在本發(fā)明中，通過控制硼化合物氣體和含氮原子化合物氣體的供給量，能夠容易地制造 電阻率受到控制的SiC成型體。
[0085] 另外，本發(fā)明人等經(jīng)研宄而發(fā)現(xiàn)了：通過使利用本發(fā)明的制造方法得到的SiC成 型體含有規(guī)定量的硼原子和氮原子，能夠容易地降低光透射性。因此，在本發(fā)明的制造方法 中，通過控制硼化合物氣體和含氮原子化合物氣體的導(dǎo)入量，還能夠容易地得到光透射性 受到控制的SiC成型體。
[0086] 利用本發(fā)明的制造方法得到的SiC成型體的詳情如本發(fā)明的SiC成型體的說明中 所示那樣。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供利用CVD法簡便地制作SiC成型體的方法，所述SiC成型體 可以適合用作在半導(dǎo)體制造工序中使用的蝕刻器用構(gòu)件等，其光透射性低、電阻率高。
[0088] 實施例
[0089] 以下，利用實施例和比較例來進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于以下 的例子。
[0090] (實施例1)
[0091] (1)作為在內(nèi)部設(shè)置有200L反應(yīng)室的反應(yīng)容器，使用如下反應(yīng)容器：在外部配設(shè) 有用于加熱反應(yīng)室內(nèi)的高頻線圈，并設(shè)置有向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入原料氣體的原料氣體導(dǎo)入管、 用于導(dǎo)入硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的混合氣體的混合氣體導(dǎo)入管、用于 對反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行排氣的排氣口。在上述反應(yīng)室內(nèi)放置了直徑200mm、厚度5mm的圓板狀石墨 基材（雜質(zhì)含量為16質(zhì)量ppm、熱膨脹系數(shù)為4. 2X1(T6/°C、堆密度為1. 79)。
[0092] (2)作為原料氣體，將CH3SiCl3氣體從原料氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入至反應(yīng)室內(nèi)，并且作為 硼化合物氣體使用BC13氣體、作為含氮原子化合物氣體使用N2氣體、作為載氣使用H2氣體， 將這些硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的混合氣體從混合氣體導(dǎo)入管導(dǎo)入至反 應(yīng)室內(nèi)。
[0093] 上述混合氣體是按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體的量相對于上述 BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 0025體積％、N2氣體的量相對于上述BC1 3氣 體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 05體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N2氣體 和H2氣體的合計量達(dá)到99. 9475體積％的方式混合而成的。
[0094] 另外，按照以20°C的溫度下的體積比例計上述原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入 量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC1 3氣體、N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到10體積％、上述混合 氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC13氣體、N2氣體和112氣體的總量達(dá)到90體積％ 的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入。
[0095] 將上述各氣體的混合比例示于表1。
[0096] 在將反應(yīng)室內(nèi)的溫度控制為1400°C的狀態(tài)下，使原料氣體反應(yīng)至在石墨基材上形 成厚度2mm的圓板狀SiC成型體為止。
[0097] 接著，磨削去除上述石墨基材，施加平面磨削加工，由此得到厚度為1mm的圓板狀 SiC成型體。
[0098] 所得SiC成型體包含5. 2質(zhì)量ppm的硼原子、125質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 85000D?cm、波長950nm下的光透射率為0. 6%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0099] (實施例2)
[0100] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 0006體積％、1氣體的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 05體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、 N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到99. 9494體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C 的溫度下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣 體、N2氣體和112氣體的總量達(dá)到2. 5體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、 BC13氣體、N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到97. 5體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo) 入，除此之外，與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體 的混合比例示于表1。
[0101] 所得SiC成型體包含1. 5質(zhì)量ppm的硼原子、120質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 1500D?cm、波長950nm下的光透射率為0. 8%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0102] (實施例3)
[0103] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 005體積％、1氣體的量相對于 BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 1體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到99. 8950體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C 的溫度下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣 體、N2氣體和112氣體的總量達(dá)到12體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、 BC13氣體、N2氣體和112氣體的總量達(dá)到88體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入， 除此之外，與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體的混 合比例示于表1。
[0104] 所得SiC成型體包含9. 6質(zhì)量ppm的硼原子、240質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 16000D?cm、波長950nm下的光透射率為0. 3%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0105](實施例4)
[0106] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 02體積％、1氣體的量相對于BC13 氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到3體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N2氣體 和H2氣體的合計量達(dá)到96. 9800體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C的溫度 下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣體、N2氣 體和4氣體的總量達(dá)到10體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC13氣體、 N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到90體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入，除此之外， 與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體的混合比例示 于表1。
[0107] 所得SiC成型體包含29質(zhì)量ppm的硼原子、940質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 13D.cm、波長950nm下的光透射率為0.05%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0108](實施例5)
[0109] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 005體積％、1氣體的量相對于 BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到1體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N2 氣體和H2氣體的合計量達(dá)到98. 9950體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C的 溫度下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣體、 N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到12體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC1 3 氣體、N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到88體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入，除此 之外，與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體的混合比 例示于表1。
[0110] 所得Sic成型體包含9. 8質(zhì)量ppm的硼原子、580質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 690D.cm、波長950nm下的光透射率為0.1%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0111] (比較例1)
[0112] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 1體積％、N2氣體的量相對于BC1 3 氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 005體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N2 氣體和H2氣體的合計量達(dá)到99. 8950體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C的 溫度下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣體、 N2氣體和112氣體的總量達(dá)到1. 5體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC13 氣體、N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到98. 5體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入，除 此之外，與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體的混合 比例示于表1。
[0113] 所得SiC成型體包含54質(zhì)量ppm的硼原子、10質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 6. 5D.cm、波長950nm下的光透射率為2. 8%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0114](比較例2)
[0115] 在實施例1中，作為混合氣體，使用按照以20°C的溫度下的體積比例計BC13氣體 的量相對于BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到0. 0025體積％、1氣體的量相對于 BC13氣體、N2氣體和H2氣體的合計量達(dá)到5體積％、H2氣體的量相對于上述BC1 3氣體、N^ 氣體和H2氣體的合計量達(dá)到94. 9975體積％的方式混合而成的氣體，另外，按照以20°C的 溫度下的體積比例計原料氣體（CH3SiCl3氣體）的導(dǎo)入量相對于CH3SiCl3氣體、BC1 3氣體、 N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到18體積％、混合氣體的導(dǎo)入量相對于上述CH3SiCl3氣體、BC1 3 氣體、N2氣體和H2氣體的總量達(dá)到82體積％的方式將原料氣體和混合氣體同時導(dǎo)入，除此 之外，與實施例1同樣操作，得到厚度為1_的圓板狀SiC成型體。將上述各氣體的混合比 例示于表1。
[0116] 所得SiC成型體包含5.3質(zhì)量ppm的硼原子、1800質(zhì)量ppm的氮原子，電阻率為 0. 17D?cm、波長950nm下的光透射率為0. 05%。將所得SiC成型體的物性示于表2。
[0117][表1]

【權(quán)利要求】
1. 一種SiC成型體，其特征在于，其為利用CVD法形成的SiC成型體，其包含1?30質(zhì) 量ppm的硼原子、超過100質(zhì)量ppm且1000質(zhì)量ppm以下的氮原子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiC成型體，其中，電阻率超過10 Q ? cm且為100000 Q ? cm 以下，波長950nm下的光透射率為0?1 %。
3. -種SiC成型體的制造方法，其特征在于，其包括：與原料氣體一起向反應(yīng)室內(nèi)導(dǎo)入 硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣，利用CVD法在基材的表面形成SiC膜的工序， 在該SiC成型體的制造方法中，以20°C的溫度下的體積比例計，所述硼化合物氣體的 量相對于所述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣的合計量為5 X 1(T4?0. 02體 積％，所述含氮原子化合物氣體的量相對于所述硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載 氣的合計量為〇. 05?3. 0體積％，所述載氣的量相對于所述硼化合物氣體、含氮原子化合 物氣體和載氣的合計量為96. 9800?99. 9495體積％， 以20°C的溫度下的體積比例計，所述原料氣體的量相對于所述原料氣體、硼化合物氣 體、含氮原子化合物氣體和載氣的總量為2?15體積％，所述硼化合物氣體、含氮原子化合 物氣體和載氣的合計量相對于所述原料氣體、硼化合物氣體、含氮原子化合物氣體和載氣 的總量為85?98體積％。
【文檔編號】C23C16/01GK104508178SQ201280075046
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】杉原孝臣, 朝倉正明, 德永武士, 貞木哲也 申請人:東海炭素株式會社