特許 7553750 ＳｉＣ成形体及びＳｉＣ成形体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】ＳｉＣ成形体及びＳｉＣ成形体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/42 20060101AFI20240910BHJP

   C30B 29/36 20060101ALI20240910BHJP

   C30B 25/18 20060101ALI20240910BHJP

【ＦＩ】

C23C16/42

C30B29/36 A

C30B25/18

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2024519815

(86)(22)【出願日】2023-11-14

(86)【国際出願番号】 JP2023040933

【審査請求日】2024-04-15

(31)【優先権主張番号】P 2022193588

(32)【優先日】2022-12-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219576

【氏名又は名称】東海カーボン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100111796

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 博信

(74)【代理人】

【識別番号】100123766

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 七重

(74)【代理人】

【識別番号】100202603

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 智史

(72)【発明者】

【氏名】今川 真百合

(72)【発明者】

【氏名】大石 昇平

(72)【発明者】

【氏名】黒柳 聡浩

(72)【発明者】

【氏名】屋敷田 励子

【審査官】宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５１３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－５４６６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １６／４２

Ｃ３０Ｂ ２９／３６

Ｃ３０Ｂ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

体積抵抗率が７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下であり、
窒素濃度が１０００ｐｐｍを超えてかつ４５００ｐｐｍ以下であり、
飛行時間型二次イオン質量分析法によって測定されるＳｉＮ ^- ピーク強度に対するＣＮ ^- ピーク強度の比が１．０以上である、ＳｉＣ成形体。

【請求項2】

前記体積抵抗率が５．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下である、請求項１に記載のＳｉＣ成形体。

【請求項3】

請求項１に記載のＳｉＣ成形体の製造方法であって、
反応室内に、基板を準備することと、
前記反応室内に、ケイ素及び炭素を含む原料ガスと、窒素含有ドーパントガスと、キャリアガスと、塩化水素ガスとを供給して、前記基板の上にＳｉＣ膜を形成することと、
前記ＳｉＣ膜から前記基板を除去することと、を含み、
前記ＳｉＣ膜を形成する過程における前記反応室内の前記塩化水素ガスの分圧が、１０００Ｐａ以上である、
ＳｉＣ成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はＳｉＣ成形体及びＳｉＣ成形体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化ケイ素（ＳｉＣ）成形体の重要な特性の一例は電気特性である。例えば、特定の抵抗率を有する様々なＳｉＣ成形体が提案されている。

【0003】

下記特許文献１は、ＣＶＤ法により得られた炭化ケイ素体を開示している。炭化ケイ素体は、０．１～１００ｐｐｍの窒素元素を含み、０．０１～１０Ω・ｃｍの比抵抗を有する。さらに、ケイ素以外の金属元素の含有量は、１０ｐｐｍ以下である。

【0004】

下記特許文献２は、０．０５０Ω・ｃｍ以下の抵抗率を有する多結晶ＳｉＣ成形体を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００１－２２０２３７号公報

【文献】特開２０２１－０５４６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本開示の目的は、低抵抗のＳｉＣ成形体及び上記ＳｉＣ成形体の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は以下の実施形態を包含する。
＜１＞ 体積抵抗率が７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下であり、窒素濃度が１０００ｐｐｍを超えてかつ４５００ｐｐｍ以下の範囲内である、ＳｉＣ成形体。
＜２＞ 飛行時間型二次イオン質量分析法によって測定されるＳｉＮ^-ピーク強度に対するＣＮ^-ピーク強度の比が１．２以上である、＜１＞に記載のＳｉＣ成形体。
＜３＞ 上記体積抵抗率が５．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下である、＜１＞又は＜２＞に記載のＳｉＣ成形体。
＜４＞ ＜１＞に記載のＳｉＣ成形体の製造方法であって、反応室内に、基板を準備することと、上記反応室内に、ケイ素及び炭素を含む原料ガスと、窒素含有ドーパントガスと、キャリアガスと、塩化水素ガスとを供給して、上記基板の上にＳｉＣ膜を形成することと、上記ＳｉＣ膜から上記基板を除去することと、を含み、上記ＳｉＣ膜を形成する過程における上記反応室内の上記塩化水素ガスの分圧が、１０００Ｐａ以上である、ＳｉＣ成形体の製造方法。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一実施形態によれば、低抵抗のＳｉＣ成形体が提供される。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。以下に説明される実施形態は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更されてもよい。

【0010】

本開示において、序数詞（例えば、「第１」及び「第２」）は、要素を区別するために使用される用語であり、要素の数量、要素の順序及び要素の優劣を制限しない。

【0011】

本開示の一実施形態に係るＳｉＣ成形体は次の特徴を有する。ＳｉＣ成形体の体積抵抗率が７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下であり、かつ、ＳｉＣ成形体中の窒素濃度が１０００ｐｐｍを超えてかつ４５００ｐｐｍ以下の範囲内である。この実施形態によれば、低抵抗なＳｉＣ成形体が提供される。ＳｉＣ成形体は、好ましくは多結晶ＳｉＣ成形体である。

【0012】

ＳｉＣ成形体の体積抵抗率は、７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下である。ＳｉＣ成形体の体積抵抗率は、好ましくは５．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下、より好ましくは３．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下、更に好ましくは１．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下である。例えば、低抵抗のＳｉＣ成形体は、プラズマエッチング装置用部材への使用に適している。低抵抗のＳｉＣ成形体を得るという目的において、体積抵抗率の下限は制限されない。体積抵抗率の下限は、０．１×１０^-3Ω・ｃｍ、０．３×１０^-3Ω・ｃｍ又は０．５×１０^-3Ω・ｃｍであってもよい。例えば、体積抵抗率は、０．１×１０^-3Ω・ｃｍ～７．０×１０^-3Ω・ｃｍの範囲内であってもよい。本開示において、体積抵抗率は４探針法によって測定される。測定装置の例としては、「ロレスタ－ＧＰ ＭＣＴ－Ｔ６１０」（三菱ケミカルアナリテック株式会社）が挙げられる。

【0013】

ＳｉＣ成形体中の窒素濃度は、１０００ｐｐｍを超えてかつ４５００ｐｐｍ以下の範囲内である。ＳｉＣ成形体中の窒素濃度が高くなると、体積抵抗率は低くなる傾向にある。体積抵抗率の低減の観点から、窒素濃度は、好ましくは１５００ｐｐｐｍ以上、より好ましくは２０００ｐｐｍ以上、更に好ましくは２５００ｐｐｍ以上である。窒素濃度の上限は、４０００ｐｐｍ、３５００ｐｐｐｍ又は３０００ｐｐｍであってもよい。本開示において、窒素濃度は二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって測定される。

【0014】

ＳｉＣ成形体に関して、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）によって測定されるＳｉＮ^-ピーク強度に対するＣＮ^-ピーク強度の比が大きくなると、体積抵抗率が低くなる傾向にある。ＴＯＦ－ＳＩＭＳは、固体試料に一次イオンを照射し、固体試料表面から放出される二次イオンを検出して、固体試料表面を分析する手法である。以下、「ＳｉＮ^-ピーク強度に対するＣＮ^-ピーク強度の比」を「ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比」という。体積抵抗率の低減の観点から、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比は、好ましくは１以上、より好ましくは１．２以上、更に好ましくは１．５以上である。さらに、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比は、好ましくは２．０以上、より好ましくは２．５以上である。体積抵抗率が低くなる理由は完全に解明されているわけではないが、体積抵抗率の低下は次のような結晶構造の違いに起因すると推定される。一般的に、ＳｉＣに導入された窒素（Ｎ）は、ＳｉＣ結晶においてケイ素（Ｓｉ）の位置と比べて炭素（Ｃ）の位置を優先的に占めると考えられている。この場合、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比は小さくなる傾向にある。対照的に、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比の増大は、ＳｉＣ結晶において窒素（Ｎ）がケイ素（Ｓｉ）の位置を優先的に占めることを示唆している。あるいは、結晶構造中の原子の位置がわずかにずれている可能性もある。上記のような結晶構造の違いがエネルギー準位に影響を与えることで、体積抵抗率が低くなると推定される。目的の体積抵抗率を有するＳｉＣ成形体が提供される限り、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比の上限は制限されない。ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比の上限は、３．０又は４．０であってもよい。例えば、ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比は、１．０～４．０の範囲内であってもよい。

【0015】

ＳｉＣ成形体におけるＳｉ：Ｃモル比は、好ましくは４９．００：５１．００～５１．００：４９．００であり、より好ましくは４９．５０：５０．５０～５０．５０：４９．５０である。本開示において、Ｓｉ：Ｃモル比は二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって測定される。

【0016】

ＳｉＣ成形体の形状は制限されない。ＳｉＣ成形体の形状は、用途を考慮して決定されてもよい。ＳｉＣ成形体は、平板状のＳｉＣ成形体であってもよい。ＳｉＣ成形体は、円板状、リング状、円筒状又は棒状のＳｉＣ成形体であってもよい。円板状又はリング状のＳｉＣ成形体の用途の例としては、半導体部材が挙げられる。円筒状又は棒状のＳｉＣ成形体の用途の例としては、ヒーター構成部材が挙げられる。

【0017】

ＳｉＣ成形体の厚さは制限されない。ＳｉＣ成形体の厚さは、用途を考慮して決定されてもよい。ＳｉＣ成形体の厚さは、少なくとも０．１５ｍｍであってもよい。ＳｉＣ成形体の厚さは、少なくとも０．３５ｍｍであってもよい。ＳｉＣ成形体の厚さは、少なくとも４ｍｍであってもよい。ＳｉＣ成形体の厚さは、０．１ｍｍ～５ｍｍの範囲内であってもよい。ＳｉＣ成形体の厚さは、０．２ｍｍ～３ｍｍの範囲内であってもよい。

【0018】

ＳｉＣ成形体の用途は制限されない。ＳｉＣ成形体の用途の例としては、半導体製造装置用部材が挙げられる。半導体製造装置の例としては、プラズマエッチング装置及び熱処理装置が挙げられる。プラズマエッチング装置用部材の例としては、エッジリング、電極板及びヒーターが挙げられる。熱処理装置用部材の例としては、ダミーウェハが挙げられる。ＳｉＣ成形体の用途の例としては、薄膜形成装置の反応室用部材も挙げられる。薄膜形成装置の例としては、ＣＶＤ装置が挙げられる。ＣＶＤは、化学蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）の略称である。

【0019】

目的のＳｉＣ成形体が得られる限り、ＳｉＣ成形体の製造方法は制限されない。例えば、ＳｉＣ成形体は、化学蒸着を利用することによって製造される。好ましい実施形態において、ＳｉＣ成形体の製造方法は、（１）反応室内に、基板を準備することと、（２）上記反応室内に、ケイ素及び炭素を含む原料ガスと、窒素含有ドーパントガスと、キャリアガスとを供給して、上記基板の上にＳｉＣ膜を形成することと、（３）上記ＳｉＣ膜から上記基板を除去することと、を含む。以下、各工程について説明する。

【0020】

以下、工程（１）について説明する。工程（１）は、反応室内に、基板を準備することを含む。

【0021】

反応室内に配置される基板の数は制限されない。１つの反応室内に、１つ又は複数の基板が配置されてもよい。

【0022】

反応室は、基板上にＳｉＣ膜を形成する反応を行うための空間を画定する。反応室を含む薄膜形成装置は、公知のＣＶＤ装置から選択されてもよい。ＣＶＤ装置は、ホットウォール型ＣＶＤ装置又はコールドウォール型ＣＶＤ装置であってもよい。

【0023】

基板は、好ましくは黒鉛基板である。基板の形状及び寸法は、目的のＳｉＣ膜の形状及び寸法を考慮して決定されてもよい。基板は、円板状の基板であってもよい。基板の厚さは、０．５ｍｍ～１００ｍｍの範囲内であってもよい。

【0024】

以下、工程（２）について説明する。工程（２）は、反応室内に、ケイ素及び炭素の両方を含む原料ガスと、窒素含有ドーパントガスと、キャリアガスとを供給して、基板の上にＳｉＣ膜を形成することを含む。以下、「ケイ素及び炭素の両方を含む原料ガス」を単に「原料ガス」という場合があり、「窒素含有ドーパントガス」を単に「ドーパントガス」という場合がある。

【0025】

原料ガスは、ケイ素（Ｓｉ）及び炭素（Ｃ）の両方を含む。原料ガスは、ＳｉＣの供給源である。ケイ素（Ｓｉ）及び炭素（Ｃ）の両方を含む原料ガスの種類は、制限されない。原料ガスは、単一成分又は多成分のガスであってもよい。単一成分のガスの例としては、ケイ素－炭素結合を有する有機ケイ素化合物が挙げられる。ケイ素－炭素結合を有する有機ケイ素化合物の例としては、メチルトリクロロシラン、トリクロロフェニルシラン、ジクロロメチルシラン、ジクロロジメチルシラン及びクロロトリメチルシランが挙げられる。単一成分のガスは、好ましくはメチルトリクロロシランである。多成分のガスの例としては、ケイ素含有化合物及び炭素含有化合物の両方を含む混合物が挙げられる。ケイ素含有化合物の例としては、トリクロロシラン及びモノシランが挙げられる。ケイ素含有化合物は、炭素を含まない化合物であってもよい。炭素含有化合物の例としては、炭化水素が挙げられる。炭化水素の例としては、メタン、エタン及びプロパンが挙げられる。

【0026】

ドーパントガスは、窒素（Ｎ）を含む。窒素含有ドーパントガスの例としては、窒素ガス（Ｎ₂）及びアンモニアガス（ＮＨ₃）が挙げられる。ドーパントガスは、好ましくは窒素ガスである。

【0027】

キャリアガスの例としては、水素ガス（Ｈ₂）が挙げられる。

【0028】

原料ガス、ドーパントガス及びキャリアガスに加えて、他のガスが反応室内に供給されてもよい。他のガスの例としては、塩化水素（ＨＣｌ）ガスが挙げられる。塩化水素ガスの使用は、ＳｉＣ成形体中の窒素濃度の増大又はＳｉＣ成形体の耐酸化性の向上に寄与できる。

【0029】

少なくとも１つのガスは、他のガスと別々に反応室内に供給されてもよい。少なくとも２つのガスは、反応室への供給前に混合されてもよい。後者の場合、少なくとも２つのガスを含む混合ガスが反応室内に供給される。例えば、混合ガスは、原料ガス、ドーパントガス及びキャリアガスを含んでもよい。例えば、混合ガスは、原料ガス、ドーパントガス、キャリアガス及び塩化水素ガスを含んでもよい。混合ガスを構成する各ガスの分圧は、次の数値範囲内で調節されてもよい。原料ガスの分圧は、０．００３０ＭＰａ～０．０１５０ＭＰａの範囲内であってもよい。原料ガスの分圧の下限は、０．００３０ＭＰａ、０．００４０ＭＰａ又は０．００５０ＭＰａであってもよい。原料ガスの分圧の上限は、０．０１５０ＭＰａ、０．０１３０ＭＰａ又は０．０１００ＭＰａであってもよい。ドーパントガスの分圧は、０．０１００ＭＰａ～０．０６００ＭＰａの範囲内であってもよい。ドーパントガスの分圧の下限は、０．０１００ＭＰａ、０．０２００ＭＰａ又は０．０３００ＭＰａであってもよい。ドーパントガスの分圧の上限は、０．０６００ＭＰａ、０．０５００ＭＰａ又は０．０４００ＭＰａであってもよい。キャリアガスの分圧は、０．０３００ＭＰａ～０．１０００ＭＰａの範囲内であってもよい。キャリアガスの分圧の下限は、０．０３００ＭＰａ、０．０４００ＭＰａ又は０．０５００ＭＰａであってもよい。キャリアガスの分圧の上限は、０．１０００ＭＰａ、０．０８００ＭＰａ又は０．０６００ＭＰａであってもよい。塩化水素ガスの分圧は、０．０００８ＭＰａ～０．００２０ＭＰａの範囲内であってもよい。塩化水素の分圧の下限は、０．０００８ＭＰａ、０．０００９ＭＰａ又は０．００１０ＭＰａであってもよい。塩化水素の分圧の上限は、０．００２０ＭＰａ、０．００１８ＭＰａ又は０．００１５ＭＰａであってもよい。

【0030】

原料ガス中のケイ素（Ｓｉ）に対するドーパントガス中の窒素（Ｎ）のモル比は、好ましくは４．０～２４．０、より好ましくは５．０～２０．０、更に好ましくは６．０～１６．０の範囲内である。上記モル比が４．０以上であると、ＳｉＣ膜に取り込まれる窒素の量が多くなる。上記モル比が２４．０以下であると、生産性が向上する。

【0031】

基板の表面積に対する反応室内に供給される全てのガスの総流量の比は、好ましくは０．００７Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）以下、より好ましくは０．００６Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）以下、更に好ましくは０．００５Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）以下である。基板の表面積に対して反応室内に供給される全てのガスの総流量が相対的に小さくなると、ＳｉＣ膜に取り込まれる窒素の量が多くなる傾向にある。この結果、ＳｉＣ成形体中の窒素濃度が高くなり、ＳｉＣ成形体の体積抵抗率も低くなる。基板の表面積に対する反応室内に供給される全てのガスの総流量の比の下限は制限されない。下限は、０．００１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）又は０．００３Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）であってもよい。例えば、基板の表面積に対する反応室内に供給される全てのガスの総流量の比は、０．００１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）～０．００７Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ²）の範囲内であってもよい。

【0032】

ＳｉＣ膜の成膜速度は、好ましくは１０μｍ／ｈｒ～２０００μｍ／ｈｒである。ＳｉＣ膜の成膜速度が１０μｍ／ｈｒ以上であると、生産性が向上する。ＳｉＣ膜の成膜速度が２０００μｍ／ｈｒ以下であると、結晶構造の形成が促進される、又は結晶構造の欠陥が低減する。

【0033】

ＳｉＣ膜は、好ましくは加熱処理によって形成される。ＳｉＣ膜は、好ましくは１１００℃～１９００℃、より好ましくは１２００℃～１６００℃の範囲内の温度で形成される。加熱処理は、基板の加熱によって実施されてもよい。上記のような数値に基づいて、基板の温度が調節されてもよい。基板を加熱する方法の例としては、抵抗加熱、誘導加熱及びレーザー加熱が挙げられる。

【0034】

ＳｉＣ膜は、好ましくは０．０８ＭＰａ～０．１２ＭＰａ、より好ましくは０．０９ＭＰａ～０．１１ＭＰａの範囲内の圧力下で形成される。上記のような数値に基づいて、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の圧力が調節される。

【0035】

ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガスの分圧は、好ましくは１０００Ｐａ以上、より好ましくは１５００Ｐａ以上、更に好ましくは２０００Ｐａ以上である。反応室内の塩化水素ガスの分圧が高くなると、窒素（Ｎ）によるケイ素（Ｓｉ）の置換が優勢になる。この結果、ＳｉＣ成形体の体積抵抗率が低下する。ＳｉＣ成形体の耐酸化性の向上の観点から、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガスの分圧は、好ましくは３０００Ｐａ以下である。例えば、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガスの分圧は、１０００Ｐａ～３０００Ｐａの範囲内であってもよい。本開示において、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガスの分圧はガスクロマトグラフィーを利用することによって測定される。具体的に、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室から抜き取ったガスをガスクロマトグラフィーによって分析し、次にガス中の各成分の濃度及び反応室内の圧力に基づいて、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガスの分圧を算出する。「ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内の塩化水素ガス」という用語は、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内に存在する全ての塩化水素ガスを意味し、ＳｉＣ膜を形成する過程における反応室内に供給された塩化水素ガスだけでなく、原料ガスの分解によって生じた塩化水素ガスを包含する。

【0036】

以下、工程（３）について説明する。工程（３）は、ＳｉＣ膜から基板を除去することを含む。基板の除去によって、ＳｉＣ成形体が得られる。

【0037】

基板を除去する方法は制限されない。基板を除去する方法の例としては、機械加工及び酸化などが挙げられる。

【0038】

ＳｉＣ成形体の製造方法は、必要に応じて、他の工程を更に含んでもよい。ある実施形態において、ＳｉＣ成形体の製造方法は、工程（２）と工程（３）との間に、ＳｉＣ膜を加工することを含んでもよい。加工の例としては、機械加工が挙げられる。ＳｉＣ膜は、所定の形状又は寸法に加工されてもよい。ＳｉＣ膜の加工において、ＳｉＣ膜と共に基板も加工されてもよい。ある実施形態において、ＳｉＣ成形体の製造方法は、工程（３）の後に、ＳｉＣ成形体を加工することを含んでもよい。ＳｉＣ成形体は、所定の形状又は寸法に加工されてもよい。ＳｉＣ成形体は、表面処理によって加工されてもよい。表面処理の例としては、鏡面仕上げが挙げられる。

【実施例】

【0039】

以下、実施例に基づいて本開示を説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に制限されない。下記の技術的事項は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜変更されてもよい。

【0040】

＜実施例１＞
１６０ｍｍの直径及び５ｍｍの厚さを有する黒鉛基板を準備した。

【0041】

黒鉛基板を、ＣＶＤ装置の反応室内に配置した。下記ガス（Ａ）～（Ｄ）を混合して、混合ガスを生成した。各ガスの分圧を表１に示す。反応室内に混合ガスを供給した後、黒鉛基板の上に多結晶ＳｉＣ膜を形成した。他の詳細な条件を表２に示す。
（Ａ）原料ガス：メチルトリクロロシラン（以下、「ＭＴＳ」という。）
（Ｂ）ドーパントガス：Ｎ₂
（Ｃ）キャリアガス：Ｈ₂
（Ｄ）他のガス：塩化水素（ＨＣｌ）

【0042】

０．６ｍｍの厚さを有する多結晶ＳｉＣ膜を形成した後、反応室から黒鉛基板と多結晶ＳｉＣ膜とを含む積層体を取り出した。積層体を加工し、次に黒鉛基板を除去して、１５０ｍｍの直径及び０．６ｍｍの厚さを有する多結晶ＳｉＣ成形体を得た。積層体の加工においては、積層体の縁を除去し、次に積層体を分割した。多結晶ＳｉＣ成形体は、第１面及び上記第１面の反対側に第２面を有する。多結晶ＳｉＣ成形体の第１面及び第２面は互いに反対方向を向いている。多結晶ＳｉＣ成形体の第１面は、黒鉛基板の除去によって露出した多結晶ＳｉＣ成形体の表面である。多結晶ＳｉＣ成形体の第１面及び第２面の各々を平面研削によって少なくとも５０μｍ研削した。完成した多結晶ＳｉＣ成形体は、１５０ｍｍの直径及び０．５ｍｍの厚さを有する。

【0043】

＜実施例２～１０及び比較例１～５＞
表１及び表２の記載に従って多結晶ＳｉＣ膜を形成する条件を変更したことを除いて、実施例１に記載された方法に従ってＳｉＣ成形体を得た。

【0044】

＜測定＞
上記実施例及び上記比較例において得られた各多結晶ＳｉＣ成形体の特性を調査した。以下、測定方法及び結果について説明する。

【0045】

（窒素濃度）
二次イオン質量分析法によって、多結晶ＳｉＣ成形体中の窒素濃度を測定した。測定装置として「ＳＩＭＳ－４０００」(ＡＴＯＭＩＫＡ)を使用した。測定結果を表３に示す。

【0046】

（ＣＮ^-／ＳｉＮ^-ピーク強度比）
飛行時間型二次イオン質量分析法によって、ＳｉＮ^-ピーク強度及びＣＮ^-ピーク強度を測定した。測定装置として「ＴＯＦ．ＳＩＭＳ５」（ＩＯＮＴＯＦ ＧｍｂＨ）を使用した。測定条件を以下に示す。ＳｉＮ^-ピーク強度に対するＣＮ^-ピーク強度の比を算出した。測定結果を表３に示す。
（１）一次イオン種：Ｂｉ⁺
（２）加速電圧：３０ｋＶ
（３）測定視野サイズ：２００μｍ×２００μｍ
（４）ピクセル数：１０２４ｐｉｘｅｌ×１０２４ｐｉｘｅｌ
（５）測定イオン種：負イオン

【0047】

（体積抵抗率）
４探針法によって、多結晶ＳｉＣ成形体の体積抵抗率を測定した。測定装置として「ロレスタ－ＧＰ ＭＣＴ－Ｔ６１０」（三菱ケミカルアナリテック株式会社）を使用した。具体的に、測定装置のプローブを多結晶ＳｉＣ成形体の第１面に接触させて、体積抵抗率を測定した。測定結果を表３に示す。

【0048】

（酸化試験後の表面粗度Ｓａ）
鏡面仕上げによって多結晶ＳｉＣ成形体の表面粗度Ｓａを０．２±０．１ｎｍに調節し、分析面を形成した。多結晶ＳｉＣ成形体の分析面を露出した状態で、カンタル炉を用いて９５０℃及び空気雰囲気にて１時間熱処理を行った。白色干渉を利用した非接触式表面粗さ測定機を用いて、視野１．５ｍｍ角、倍率５倍の条件にて酸化試験後の表面粗度Ｓａを測定した。測定結果を表２に示す。酸化試験前の表面粗度Ｓａと酸化試験後の表面粗度Ｓａとの差が小さいことは、耐酸化性が優れていることを示す。

【0049】

（Ｓｉ：Ｃモル比）
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を用いて、０．１μｍ～８．０μｍの深さ方向分析の範囲内で多結晶ＳｉＣ成形体の成分を測定し、Ｓｉ：Ｃモル比を測定した。測定結果を表３に示す。

【0050】

【表1】

【0051】

【表2】

【0052】

【表3】

【0053】

(結果の考察)
実施例１～１０において得られた多結晶ＳｉＣ成形体の体積抵抗率は、７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下である。対照的に、比較例１～５において得られた多結晶ＳｉＣ成形体の抵抗率は、７．０×１０^-3Ω・ｃｍを超えている。

【要約】

本開示の目的は、低抵抗のＳｉＣ成形体及び上記ＳｉＣ成形体の製造方法を提供することである。
本開示は、体積抵抗率が７．０×１０^-3Ω・ｃｍ以下であり、窒素濃度が１０００ｐｐｍを超えてかつ４５００ｐｐｍ以下の範囲内である、ＳｉＣ成形体を提供する。