JP2007250816A - 結晶成長装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結晶基板支持部10は、蓋部12と、アルミナスリーブ14と、石英管16と、を備えている。蓋部12の上には結晶基板100が載置され、上方から原料ガスが導入される。アルミナスリーブ14は、円筒状をなしており、その円筒の一方端には蓋部12が配置される。さらにこの一方端の内部には第1の平面ヒータ18aと、第2の平面ヒータ18bとが重畳して取り付けられている。第1の平面ヒータ18aと第2の平面ヒータ18bとは電気的に直列に接続されており、同じ電力の場合、電流値を小さく電圧値を大きくすることができる。電流値が小さくなるので、電源コード等を細くすることができ、さらに水銀接点等の発熱を抑制できる。さらに、平面ヒータ18を2枚で構成したので、発生する熱量をより多くすることができ、高温をより容易に実現可能である。
【選択図】図1
Description
従来から使用されている抵抗ヒータの例が図3に示されている。この図に示すように、従来の抵抗ヒータは、円盤状のセラミック基板上にカーボン被膜(グラファイト被膜)の抵抗を設けた構造をしている。このカーボン被膜は、一般に所定のパターンで構成されている。図3に示す例では渦巻き状のパターンが採用されている。また、このカーボン被膜は、耐久性を向上させるために種々のコーティングがなされている場合が多い。
さて、このような従来のカーボン被膜(ポリグラファイト)は一般に抵抗が低いので、同じ電力を印加する場合、低電圧、大電流となる。特に、1600℃近傍の高温を実現しようとすれば、数10Aから100A以上の電流が流れる場合も多い。その結果、ケーブルやコネクタに極めて太いものが必要となり、装置のコストが大きくなると共に装置も大きく、重くなってしまう。
また、特に留意すべき点は、一般に結晶成長装置では、結晶成長を均一にするために、結晶基板を回転させる場合が多い点である。したがって、結晶基板の近傍に置かれ、結晶基板と一体になって回転するヒータに電力を供給するために、水銀接点が用いられており、電力供給側と被供給側とが自在に回動可能に構成されている場合が多い。このような回転体に電力を供給する手段として、電動機等に用いられるスリップリングやブラシ等の手段が用いられることもある。
下記特許文献1には、SiCコーティングされたヒータが開示されている。
結晶成長装置の構成
本実施の形態に係る結晶成長装置は、その上に結晶を成長させるための結晶基板100を支持する蓋部12を有する結晶基板支持部10を有している。この基板結晶支持部10の断面図が図1に示されている。この基板結晶支持部10は、反応容器(不図示)中に収容されている。反応容器には、原料ガスを導入するための各種ポートが設けられており、排出ガスを排出するためのポートも設けられている。これらのポートは一般的な構成であり、反応容器も従来と同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
この第1の平面ヒータ18a及び第2の平面ヒータ18bの平面図が図2に示されている。図2(1)には、第1の平面ヒータ18aの平面図が、図2(2)には第2の平面ヒータ18bの平面図が、それぞれ示されている。これらの平面ヒータ18は、円盤状のPBN基板30上に、カーボン(ポリグラファイト)被膜32を所定のパターンで設けることによって形成されている。このカーボン被膜32は、図2では便宜上ハッチングを付して表している。
電力供給部は、端子40a、端子40bを介して、平面ヒータ18に加熱のための電力を供給する。
さらに、この電力供給部50には、温度センサ60の温度信号が供給されている。そして、電力供給部は、この温度センサ60の温度信号から平面ヒータ18の温度を知り、その温度を所定の設定温度と等しくなるように、平面ヒータ18に供給する電力を調整する。この結果、平面ヒータ18の温度を正確に設定することができる。特に、この平面ヒータ18は結晶基板100の近傍に位置しているので、結晶基板100の温度をより正確に知り、且つ、結晶基板100の温度を所望の温度に正確に設定することができる。
さらに、本実施の形態においては、石英管16の他方端(アルミナスリーブ14が取り付けられている端とは別の端)側からパージガス(置換ガス)が導入されている(図1参照)。このパージガスは、パージガス供給部52によって所定量導入される。
以上述べたように、本実施の形態によれば、
・2枚の平面ヒータを直列に接続して用いているので、同じ電力を投入する場合は、電流値を小さくし、電圧を大きくすることができる。その結果、電源コードや接点に流れる電流を小さくすることができる。
(1)上述した例では、円盤状のPBN基板30上に、カーボン(ポリグラファイト)被膜32を所定のパターンで設けた平面ヒータ18を用いたが、繊維状のカーボンをそのまま利用したヒータを用いることも好ましい。
12 蓋部
14 アルミナスリーブ
16 石英管
18 平面ヒータ
18a 第1の平面ヒータ
18b 第2の平面ヒータ
30 PBN基板
32 カーボン被膜
34a、34b 端子部
36a、36b 連結部
40a、40b 端子
50 電力供給部
52 パージガス供給部
60 温度センサ
100 結晶基板
Claims (8)
- 結晶が成長する基板結晶を加熱するヒータ手段を備えた結晶成長装置において、
前記ヒータ手段は、
第1の平面ヒータと、
前記第1の平面ヒータと平行に設けられている第2の平面ヒータと、
前記第1の平面ヒータと前記第2の平面ヒータとを電気的に接続する接続手段と、
を含み、前記第1の平面ヒータと前記第2の平面ヒータとは電気的に直列に接続されていることを特徴とする結晶成長装置。 - 結晶が成長する基板結晶を加熱するヒータ手段を備えた結晶成長装置において、
前記ヒータ手段は、必要に応じて複数枚の平面ヒーターを平行に重ね並べて成り、
さらに前記複数枚の平面ヒーターを電気的に接続する接続手段、を含むことを特徴とする結晶成長装置。 - 請求項2記載の結晶成長装置において、
前記複数枚の平面ヒーターは、ヒーター種類等が変更できることを特徴とする結晶成長装置。 - 結晶が成長する基板結晶を加熱する結晶成長装置において、
前記基板結晶を加熱するヒータ手段と、
前記ヒータ手段を収容するスリーブ手段と、
前記スリーブ手段中に、パージガスを供給するパージガス供給手段と、
を含み、
前記ヒータ手段は、
第1の平面ヒータと、
前記第1の平面ヒータと平行に設けられている第2の平面ヒータと、
前記第1の平面ヒータと前記第2の平面ヒータとを電気的に接続する接続手段と、
を含み、前記第1の平面ヒータと前記第2の平面ヒータとは電気的に直列に接続されていることを特徴とする結晶成長装置。 - 請求項1〜4のいずれかの請求項に記載の結晶成長装置において、
前記第1の平面ヒータ及び前記第2の平面ヒータ、又は、複数枚の平面ヒーターは、カーボンから成ることを特徴とする結晶成長装置。 - 請求項1〜4のいずれかの請求項に記載の結晶成長装置において、
前記第1の平面ヒータ及び前記第2の平面ヒータ、又は、複数枚の平面ヒーターは、繊維状のカーボンから成ることを特徴とする結晶成長装置。 - 請求項1〜4のいずれかの請求項に記載の結晶成長装置において、
前記ヒータ手段に設けられている温度センサと、
前記温度センサが検知する温度に基づき、前記ヒータ手段に供給する電力を制御する制御手段と、
を含むことを特徴とする結晶成長装置。 - 請求項7記載の結晶成長装置において、
前記温度センサは、熱電対であることを特徴とする結晶成長装置。
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