JP2010040718A

JP2010040718A - Heater, substrate heating apparatus and crystal growth apparatus using them

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Publication number: JP2010040718A
Application number: JP2008201077A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tanaka; 正昭田中; Takayoshi Yamane; 貴好山根; Koichi Harita; 田鴻一針
Original assignee: Soken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Soken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heater that has a long service life even in a high temperature, a compact substrate heating apparatus of which heater can be easily changed, and to provide a crystal growth apparatus using them. <P>SOLUTION: A heater pattern covering thoroughly the bottom and the side of a cup is provided to extend the length of a heater for supplying electric power. Thus, the resistance value of the heater is increased to reduce the density of current, so that low voltage and large current can be suppressed and the calorific value can be made large. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ヒータ、基仮加熱装置およびこれを用いる結晶成長装置に関し、詳しくは。高温加熱環境下でサアアイア基板、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）基板、シリコンナイトライド（Ｓｉ3Ｎ4）基板、アルミナナイトライド（ＡｌＮ）基板などの基板（ウエハ）上に半導体結晶（ＡＩＧａＮやＡｌＮ、ＧＡＮ等）をエピタキシヤル成長させる際にサセプタの温度を１５００°Ｃ以上の高温に保持することができてかつヒータ寿命が長いヒータに関する。 The present invention relates to a heater, a basic preliminary heating apparatus, and a crystal growth apparatus using the same, and more particularly. Semiconductor crystal (AIGaN, AlN, GAN, etc.) on a substrate (wafer) such as a saia substrate, silicon carbide (SiC) substrate, silicon nitride (Si3N4) substrate, alumina nitride (AlN) substrate in a high temperature heating environment The present invention relates to a heater that can maintain the temperature of a susceptor at a high temperature of 1500 ° C. or higher during epitaxial growth and has a long heater life.

ＭＯＶＰＥ法による結晶成長装置、ＨＶＰＥ法による結晶成長装置にあっては、例えば、サセプタの上に基板を水平に載置し、上部から原料ガスを流し込んで基板状に単結晶を成長させる。そのためには、通常、サセプタ上の基板の温度を１２００°Ｃ以上の高温でかつ均一な温度に保持なければならない。
しかも、窒化物系材料を使用して結晶を成長させる場合には、結晶成長温度がさらに高くなるので基板加熱装置に大きな電力を供給しなければならなくなる。しかし、サセプタの加熱温度が高くなればなるほど、加熱装置の端部から逃げる熱（抜熱）が大きくなり、その分、高温でかつ均一な温度での基板加熱が離しくなる。
特に、窒化ガリウムなどを用いる青紫色ＬＤ、通信用、電力変換用のＳｉＣデバイスの製造、各種の電子デバイスの製造のためのバルクウエハなどにあっては、製造に必要とされる温度が１５００°Ｃ以上にもなる。
サセプタの加熱温度を高くした場合の大きな電力の供給問題を解決するものとして、サセプタの背面に平面ヒータを二重に設けて、２枚の平面ヒータを直列接続してサセプタを加熱する結晶成長装置が公知である(特許文献１).
特開２００７−２５０８１６号公報 In the crystal growth apparatus by the MOVPE method and the crystal growth apparatus by the HVPE method, for example, a substrate is placed horizontally on a susceptor, and a raw material gas is poured from above to grow a single crystal in a substrate shape. For this purpose, the temperature of the substrate on the susceptor usually has to be maintained at a high temperature of 1200 ° C. or more and at a uniform temperature.
In addition, when a crystal is grown using a nitride material, the crystal growth temperature is further increased, so that a large electric power must be supplied to the substrate heating apparatus. However, the higher the heating temperature of the susceptor, the greater the heat that escapes from the end of the heating device (heat removal), and the higher the substrate heating at a uniform temperature becomes.
In particular, in a blue-violet LD using gallium nitride or the like, for manufacturing a SiC device for communication or power conversion, or for a bulk wafer for manufacturing various electronic devices, the temperature required for manufacturing is 1500 ° C. That's it.
As a solution to the problem of large power supply when the heating temperature of the susceptor is increased, a crystal growth apparatus for heating a susceptor by providing two flat heaters on the back of the susceptor and connecting two flat heaters in series Is known (Patent Document 1).
JP 2007-250816 A

この種の結晶成長装置におけるサセプタに要求される温度は、１２００°Ｃ以上であり、平面ヒータの加熱では抜熱が大きくなる。そのため、特許文献１では二重に平面ヒータを設けている。しかし、下側のヒータが上側のヒータを加熱する関係で加熱量に対して電力口スが大きい問題がある。温度が１５００°Ｃ以上になると、さらに枚数を増加させることが必要になり、サセプタ背面の加熱ゾーンが増加し、サセプタ表面での熱の均一性が確保し難い問題も生じる。
基板加熱装置としてカーボンヒータを使用した場合には、カーボンヒータは、抵抗値が低いので、同じ電力を印加する場合、低電圧、大電流となる。特に、１５００°Ｃの高温を実現しようとすれば、電流密度６００Ａ／ｃｍ^２〜１０００Ａ／ｃｍ^２程度の電流を流さなければならなくなる。そのためヒータ寿命が数十時間乃至５０時間程度と比般的短く、その交換頻度が高く、しかも、値段も高価である。また、特許文献１に示されるような多枚構造のヒータは交換作業に手問がかかり、保守性に欠ける。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、高温加熱してもヒータ寿命が長いヒータを提供することにある。
この発明の他の目的は、エピタキシヤル成長させるサセプタの温度を高温に保持することができる小型の基板加熱装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、ヒータ交換が容易でかつ小型な基板加熱装置およびこれを用いる結晶成長装置を提供することにある。 The temperature required for the susceptor in this type of crystal growth apparatus is 1200 ° C. or more, and the heat removal becomes large when the flat heater is heated. For this reason, in Patent Document 1, double flat heaters are provided. However, since the lower heater heats the upper heater, there is a problem that the power opening is large with respect to the heating amount. When the temperature is 1500 ° C. or higher, it is necessary to further increase the number of sheets, the heating zone on the back surface of the susceptor increases, and there is a problem that it is difficult to ensure the uniformity of heat on the susceptor surface.
When a carbon heater is used as the substrate heating device, the carbon heater has a low resistance value, and therefore, when the same power is applied, a low voltage and a large current are obtained. In particular, if a high temperature of 1500 ° C. is to be realized, a current having a current density of about 600 A / cm ^{2 to} 1000 A / cm ² must be passed. Therefore, the heater life is generally short, about several tens of hours to 50 hours, the replacement frequency is high, and the price is also expensive. Moreover, the heater having a multi-sheet structure as shown in Patent Document 1 is troublesome in replacement work and lacks maintainability.
An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and to provide a heater having a long heater life even when heated at a high temperature.
Another object of the present invention is to provide a small substrate heating apparatus capable of maintaining the temperature of a susceptor for epitaxial growth at a high temperature.
Still another object of the present invention is to provide a small substrate heating apparatus and a crystal growth apparatus using the same, in which heater replacement is easy.

このような目的を達成するための第１の発明のヒータの特徴は、カップ型のヒータであって、カップの底面から側面に渡って連続するヒータパターンが形成され、ヒータパターンの両端部が側面あるいは底面に配置されているものである。
さらに、第２の発明のヒータの構成は、前記両端部に接続される２本の電極棒を有し、電極棒がカップの外形の陰となる、外形より内側の空問に配置されているものである。
また、第３の発明の基板加熱装置および結晶成長装置の特徴は、前記のヒータを背面に有するサセプタを備えるものである。 A feature of the heater of the first invention for achieving such an object is a cup-type heater in which a heater pattern continuous from the bottom surface to the side surface of the cup is formed, and both end portions of the heater pattern are side surfaces. Or it is arrange | positioned at the bottom face.
Furthermore, the structure of the heater of 2nd invention has the two electrode rods connected to the said both ends, and the electrode rod is arrange | positioned inside the outer shape which becomes the shade of the external shape of a cup. Is.
A feature of the substrate heating apparatus and the crystal growth apparatus of the third invention is that a susceptor having the heater on the back surface is provided.

このように、第１の発明にあっては、カップの底面と側面とに渡って連続するヒータパターンを設けることで、電力を供給するヒータの長さを長くすることができる。それにより、ヒータの抵抗値を増加させて電流密度の低減を図ることができ、低電圧、大電流となることを抑制しかつ発熱量を大きくすることができる。
さらに、カップ側面のヒータによりカップ底面のヒータからの抜熱を外側から補うことができ、カップ側面のヒータパターンの側面長さ、すなわち、カップ高さを大きく採ることにより、発熱量を大きくして高い温度を確保することができる。しかも、カップ高さと側面厚さとを変更することで、パターンの断面積を変更することが容易となり、それによりヒータパターンにおける抵抗値を変更することができる。その結果、目的の加熱温度に適したヒータとすることが容易にできる。
さらに、カップの底面と側面とに渡って連続したヒータパターンを設けることで、第２の発明のように、電力供給端子を２個にすることができ、両端部に接続される２本の電極棒がカップの外形の陰となる、外形より内側の空問に配置されることで、ヒータ交換が容易でかつ小型な加熱装置にすることができる。
その結果、第１〜第３の発明にあっては、それぞれに、たとえ、１５００°Ｃ程度の高温で使用されたとしても駆動電流密度を５００Ａ／ｃｍ^２〜６００Ａ／ｃｍ^２程度に抑えることができ、ヒータ寿命を数倍から十倍程度まで大きく伸ばすことができる。
また、基板加熱装置の小型化ができ、基板加熱装置のヒータ交換が容易な基板加熱装置およびこれを用いる結晶成長装置を容易に実現することができる。 Thus, according to the first aspect of the present invention, the length of the heater for supplying electric power can be increased by providing the heater pattern continuous across the bottom surface and the side surface of the cup. As a result, the resistance value of the heater can be increased to reduce the current density, the low voltage and the large current can be suppressed, and the heat generation amount can be increased.
Furthermore, the heat from the heater on the bottom of the cup can be supplemented from the outside by the heater on the side of the cup, and the amount of heat generated can be increased by increasing the side length of the heater pattern on the side of the cup, that is, the cup height. A high temperature can be secured. In addition, by changing the cup height and the side surface thickness, it becomes easy to change the cross-sectional area of the pattern, whereby the resistance value in the heater pattern can be changed. As a result, a heater suitable for a target heating temperature can be easily obtained.
Furthermore, by providing a continuous heater pattern across the bottom and side surfaces of the cup, two power supply terminals can be provided as in the second invention, and two electrodes connected to both ends. By arranging the rod behind the outer shape of the cup, the heater can be replaced easily and a small heating device can be obtained.
As a result, in each of the first to third inventions, the driving current density can be suppressed to about 500 A / cm ^{2 to} about 600 A / cm ² even when used at a high temperature of about 1500 ° C. The heater life can be greatly extended from several times to about ten times.
Moreover, the substrate heating apparatus can be reduced in size, and the substrate heating apparatus and the crystal growth apparatus using the same can be easily realized.

図１は、この発明のヒータを適用したカップ型ヒータの一実施例の平面図および平面図のＡ−Ａ断面からみたカップ型ヒータの部分斜視図、図２は、カップ型ヒータの図１における右側面図およびＡ−Ａ断面からみた基板加熱装置としてのヒータ組立状態の部分斜視図、図３は、カップ型ヒータの製造方法についての説明図、図４は、この発明のヒータを適用したカップ型ヒータの他の実施例の平面図、正面側面図および背面側面図、そして図５は、カップ型ヒータを基板加熱装置として結晶成長装置に組込んだ場合の部分縦断面図である。
図１（ａ），（ｂ）において、１０は、カーボン製の円筒形のカップ型ヒータであって、円板状の平板ヒータゾーン１とこれの外周に沿って外側に設けられた円筒ヒータゾーン２とを有している。
平板ヒータゾーン１と円筒ヒータゾーン２（図２（ａ）参照）とは、１個のカップ型のカーボンから機械カッティングで溝切りをすることで切り出された所定の幅を持って連続する一筆書きのヒータパターン３が設けられている。
ヒータパターン３は、カップ底面の溝切りによりパターン部３ａが形成され、カップ側面の溝切りによりパターン３ｂ，３ｃ（図２（ａ）参照）が形成され、これらパターン部３ａ，３ｂ，３ｃとが一体的に接続されて形成される。１ａは、平板ヒータゾーン１においてパターン部３aのヒータパターンを形成するための切溝であり、２ａ,２ｂは、円筒ヒータゾーン２においてパターン３ｂ，３ｃのヒータパターンを形成するための切溝である。
なお、ヒータパターン３のカーボン（カップ型ヒータ１０）は、ＰＢＮ（パイロリティックボロンナイトライド)でコーティングされている。 FIG. 1 is a plan view of an embodiment of a cup-type heater to which the heater of the present invention is applied, and a partial perspective view of the cup-type heater as viewed from the AA cross section of the plan view. FIG. FIG. 3 is a partial perspective view of a heater assembly state as a substrate heating device as seen from the right side view and the AA cross section, FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing method of a cup type heater, and FIG. 4 is a cup to which the heater of the present invention is applied. A plan view, a front side view, a rear side view, and FIG. 5 of a mold heater according to another embodiment are partial longitudinal sectional views when the cup heater is incorporated in a crystal growth apparatus as a substrate heating apparatus.
1 (a) and 1 (b), reference numeral 10 denotes a carbon cylindrical cup heater, which is a disk-shaped flat heater zone 1 and a cylindrical heater zone provided outside along the outer periphery thereof. 2.
The flat heater zone 1 and the cylindrical heater zone 2 (see FIG. 2 (a)) are one-stroke writing with a predetermined width cut out by grooving from one cup-type carbon by mechanical cutting. The heater pattern 3 is provided.
In the heater pattern 3, a pattern portion 3a is formed by grooving the cup bottom surface, and patterns 3b and 3c (see FIG. 2A) are formed by grooving the cup side surface, and these pattern portions 3a, 3b, and 3c are It is formed integrally connected. 1a is a groove for forming the heater pattern of the pattern portion 3a in the flat plate heater zone 1, and 2a and 2b are grooves for forming the heater pattern of the patterns 3b and 3c in the cylindrical heater zone 2. .
The carbon (cup type heater 10) of the heater pattern 3 is coated with PBN (pyrolytic boron nitride).

パターン部３ａは、平板ヒータゾーン１に設けられたヒータパターンであって、その一筆書きの形状は、図１（ａ）に示す平板ヒータゾーン１においてその中心Ｏに点対称になるように２つ巴の渦巻きとして形成されている。カップの底の中心部にあるパターン部３ａ，端部３ｄ，３ｅは、中心の位置で結合し、反対側の端部３ｆ，３ｇが円筒ヒータゾーン２のパターン部３ｂ，３ｃの端部と連続するように形成されている。
中心部の端部３ｄ，３ｅには、孔４ａ，４ｂがそれぞれ形成されている。この孔４ａ，４ｂにより電流路を狭くすることでこの端部での抵抗値を上げている。
端部３ｆ，３ｇの接続部のそれぞれに隣接して縦方向に円筒ヒータゾーン２のヒータパターンを切断する切断溝５ａ，５ｂがカップ型ヒータ１０の側面に形成されている。この切断溝５ａ，５ｂは、図１（ｂ），図２（ａ）に示すように切溝１ａにそれぞれ連続していて切断溝５ａ，５ｂにより円筒ヒータゾーン２の筒が２分割される。
なお、切断溝５ａ，５ｂは、図１（ｂ），図２（ａ）に示すようにクランク状に途中で曲折した縦溝である。
平板ヒータゾーン１の厚さは、２インチ基板のサセプタの場合（以下数値範囲についてはすべて２インチ基板用のサセプタの場合である。）には、２ｍｍ〜５ｍｍの範囲であって、パターン幅も２ｍｍ〜５ｍｍの範囲であり、溝１ａの間隔は、１ｍｍ〜２ｍｍの範囲にある。 The pattern portion 3a is a heater pattern provided in the flat heater zone 1, and the shape of one stroke is two so as to be point-symmetric with respect to the center O in the flat heater zone 1 shown in FIG. It is formed as a vortex spiral. The pattern portion 3a and the end portions 3d and 3e at the center of the bottom of the cup are joined at the center position, and the opposite end portions 3f and 3g are continuous with the end portions of the pattern portions 3b and 3c in the cylindrical heater zone 2. It is formed to do.
Holes 4a and 4b are formed in the central ends 3d and 3e, respectively. By narrowing the current path by the holes 4a and 4b, the resistance value at this end is increased.
Cutting grooves 5 a and 5 b for cutting the heater pattern of the cylindrical heater zone 2 are formed in the side surface of the cup heater 10 in the longitudinal direction adjacent to the connection portions of the end portions 3 f and 3 g. As shown in FIGS. 1B and 2A, the cutting grooves 5a and 5b are continuous with the cutting groove 1a, respectively, and the cylinder of the cylindrical heater zone 2 is divided into two by the cutting grooves 5a and 5b.
The cutting grooves 5a and 5b are vertical grooves bent in the middle of a crank shape as shown in FIGS. 1 (b) and 2 (a).
The thickness of the flat heater zone 1 is in the range of 2 mm to 5 mm in the case of a susceptor for a 2-inch substrate (hereinafter, all numerical values are for a susceptor for a 2-inch substrate), and the pattern width is also The range is 2 mm to 5 mm, and the interval between the grooves 1 a is in the range of 1 mm to 2 mm.

図２（ａ）に示すように、パターン部３ｂ，３ｃは、円筒ヒータゾーン２に設けられたヒータパターンであって、カップ型ヒータ１０の円筒の側面に沿って繰り返し折り返された半周分の短冊状の一筆書きのヒータパターンである。これは、平板ヒータゾーン１のパターン部３ａの円板の外側にパターン部３ａを囲むように配置されている。
ここでは、円筒ヒータゾーン２の側面の高さは、平板ヒータゾーン１の厚さよりはるかに大きい。この大きさ(カップ高さ)により、円筒ヒータゾーン２は、側面方向に距離を稼ぐことができる。それにより、平板ヒータ部の外周の円形パターンヒータよりも発熱量を大きく採ることが可能になる。
しかも、カップ型ヒータ１０のカップ高さと側面厚さとを変更することで、パターン部３ｂ，３ｃの断面積を変更することが容易となり、それによりヒータパターンにおける抵抗値を変更することができる。その結果、目的の加熱温度に適したヒータとすることが可能になる。
パターン部３ｂ，３ｃは、その厚さが２ｍｍ〜５ｍｍであり、高さが２５ｍｍ〜４５ｍｍの範囲にあって、円筒ヒータゾーン２の側面において前後から交互に縦に入る切溝２ａ，２ｂにより折り曲げパターンとして切り出される。その給電のライン幅は、３ｍｍ〜６ｍｍの範囲になっている。
図１（ｂ），図２（ａ）に示すように切断溝５ａ，５ｂにより切り離されたパターン部３ｂの端部２ｃとパターン部３ｂの端部２ｄとは、下側の幅が大きく、接続端子部分としてこの部分にねじ固定用の座ぐり孔５ｃ，５ｄがそれぞれ設けられている。 As shown in FIG. 2A, the pattern portions 3 b and 3 c are heater patterns provided in the cylindrical heater zone 2, and are strips of half a circumference that are repeatedly folded along the cylindrical side surface of the cup-type heater 10. This is a one-stroke heater pattern. This is arranged so as to surround the pattern portion 3 a outside the disk of the pattern portion 3 a of the flat heater zone 1.
Here, the height of the side surface of the cylindrical heater zone 2 is much larger than the thickness of the flat plate heater zone 1. With this size (cup height), the cylindrical heater zone 2 can gain a distance in the side surface direction. Thereby, it becomes possible to take larger calorific value than the circular pattern heater on the outer periphery of the flat plate heater portion.
In addition, by changing the cup height and the side surface thickness of the cup-type heater 10, it becomes easy to change the cross-sectional areas of the pattern portions 3b and 3c, and thereby the resistance value in the heater pattern can be changed. As a result, a heater suitable for a target heating temperature can be obtained.
The pattern portions 3b and 3c have a thickness of 2 mm to 5 mm, a height in the range of 25 mm to 45 mm, and are bent by kerfs 2a and 2b that enter vertically from the front and the rear on the side surface of the cylindrical heater zone 2. Cut out as a pattern. The line width of the power supply is in the range of 3 mm to 6 mm.
As shown in FIGS. 1 (b) and 2 (a), the end 2c of the pattern part 3b and the end 2d of the pattern part 3b separated by the cutting grooves 5a and 5b have a large lower width, and are connected to each other. As a terminal portion, countersunk holes 5c and 5d for fixing screws are provided in this portion.

図１（ｂ），図２（ａ）に示すように、切断溝５ａ（５ｂ）を境にして円筒ヒータゾーン２の筒は、２分割されているが、パターン部３ａの端部３ｆ，３ｇに円筒ヒータゾーン２のパターン部３ｂ，３ｃの端部がそれぞれ連統していることで、パターン部３ａとパターン部３ｂ，３ｃとが連続する。これにより、カップ型ヒータ１０の底面から側面に渡って連続する１本のヒータパターン３が形成される。
１本のヒータパターン３は、切断溝５ａで切り離された円筒ヒータゾーン２の一方の端部２ｃからパターン部３ｂを経て接続端部３ｆを通り、カップ型ヒータ１０の側面から底面へと至る。そして、パターン部３ａを経て接続端部３ｇに至り、さらにパターン部３ｃを通り、円筒ヒータゾーン２の他方の端部２ｄに至る。 As shown in FIGS. 1B and 2A, the cylinder of the cylindrical heater zone 2 is divided into two with the cutting groove 5a (5b) as a boundary, but the ends 3f and 3g of the pattern portion 3a. Since the end portions of the pattern portions 3b and 3c of the cylindrical heater zone 2 are connected to each other, the pattern portion 3a and the pattern portions 3b and 3c are continuous. Thereby, the one heater pattern 3 which continues over the side surface from the bottom face of the cup type heater 10 is formed.
One heater pattern 3 passes from one end portion 2c of the cylindrical heater zone 2 cut by the cutting groove 5a through the pattern portion 3b to the connection end portion 3f and from the side surface to the bottom surface of the cup-type heater 10. Then, it passes through the pattern portion 3a to reach the connection end portion 3g, and further passes through the pattern portion 3c to reach the other end portion 2d of the cylindrical heater zone 2.

座ぐり孔５ｃ，５ｄは、ＰＢＮのコーティングが剥離されていて、図２（ｂ）に示すように、座ぐり孔５ｃ，５ｄの反対側に位置する円筒ヒータゾーン２の剥離された内側側面には、給電バー６ａ，６ｂが設けられている。
給電バー６ａ，６ｂは、モリブデン製のクランクバーであって、クランク状に立ち下がった先端部６ｃ，６ｄを有し、この先端部６ｃ，６ｄは、円筒ヒータゾーン２の剥離された内壁との接触を確保するために、内壁と同じ曲率も持つ弧として接触面が形成されている。この弧の部分には雌ねじ６ｅ，６ｆが切られている。
そこで、カーボン製の皿雄ねじ６ｇ，６ｈが端部２ｃと端部２ｄにそれぞれ設けられた座ぐり孔５ｃ，５ｄを介して給電バー６ａ，６ｂの雌ねじ６ｅ，６ｆに螺合することで、両端部２ｃ，２ｄの内壁面と給電バー６ａ，６ｂとの接触面が接触してこれらが接続される。これにより給電バー６ａ，６ｂと両端部２ｃ，２ｄとの接触面積が大きく確保される。
なお、前記の給電バー６ａ，６ｂは、クランク状に立ち上がった先端部６ｃ，６ｄを有していてもよい。 The counterbore holes 5c and 5d have PBN coatings peeled off, as shown in FIG. 2B, on the peeled inner side surface of the cylindrical heater zone 2 located on the opposite side of the counterbore holes 5c and 5d. Are provided with power supply bars 6a and 6b.
The power feeding bars 6a and 6b are molybdenum crank bars, and have tip portions 6c and 6d that fall in a crank shape. The tip portions 6c and 6d are connected to the peeled inner wall of the cylindrical heater zone 2. In order to ensure contact, the contact surface is formed as an arc having the same curvature as the inner wall. Internal threads 6e and 6f are cut in this arc portion.
Therefore, the carbon countersunk male screws 6g and 6h are screwed into the female screws 6e and 6f of the power supply bars 6a and 6b through counterbore holes 5c and 5d provided in the end 2c and the end 2d, respectively. Contact surfaces of the inner wall surfaces of the portions 2c and 2d and the power feeding bars 6a and 6b come into contact with each other and are connected. Thereby, a large contact area between the power feeding bars 6a and 6b and the both end portions 2c and 2d is secured.
The power supply bars 6a and 6b may have tip portions 6c and 6d that rise in a crank shape.

給電バー６ａ，６ｂの後端部は、電極支柱７ａ，７ｂの頭部にそれぞれ接続されている。電極支柱７ａ，７ｂは、丸棒のロッドであって、足部がスリーブ９ａ，９ｂを介して絶縁円板８に嵌合固定されている。それにより所定間隔を置いて絶縁円板８に垂直に起立している。なお、スリーブ９ａ，９ｂは、絶縁円板８に固定されている。
電極支柱７ａ，７ｂの頭部にはナットが結合するようにねじ切りがなされている。そこで、電極支柱７ａ，７ｂの頭部が給電バー６ａ，６ｂの端部に設けられた嵌合孔にそれぞれ嵌合してナット７ｃ，７ｄ（７ｅ，７ｆ）により頭部が狭特されて給電バー６ａ，６ｂと結合される。その結果、カップ型ヒータ１０が電極支柱７ａ，７ｂにより支持されて、これと一体となる。
これにより、電極支柱７ａ，７ｂと給電バー６ａ，６ｂとがそれぞれ接続され、連続するパターン部３ａ，３ｂ，３ｃからなるヒータパターン３が電極支柱７ａ，７ｂに接続される。電極支柱７ａ，７ｂが電源に接続されることでヒータパターン３に電力が供給される。 The rear ends of the power feeding bars 6a and 6b are connected to the heads of the electrode columns 7a and 7b, respectively. The electrode struts 7a and 7b are round rods, and their feet are fitted and fixed to the insulating disk 8 via sleeves 9a and 9b. Thereby, it stands upright perpendicularly to the insulating disk 8 at a predetermined interval. The sleeves 9a and 9b are fixed to the insulating disk 8.
The heads of the electrode columns 7a and 7b are threaded so that nuts are coupled. Therefore, the heads of the electrode columns 7a and 7b are fitted into fitting holes provided at the ends of the power feeding bars 6a and 6b, respectively, and the heads are narrowed by the nuts 7c and 7d (7e and 7f) to feed power. Combined with the bars 6a, 6b. As a result, the cup-type heater 10 is supported by the electrode columns 7a and 7b and is integrated therewith.
As a result, the electrode columns 7a and 7b are connected to the power supply bars 6a and 6b, respectively, and the heater pattern 3 including the continuous pattern portions 3a, 3b, and 3c is connected to the electrode columns 7a and 7b. Electric power is supplied to the heater pattern 3 by connecting the electrode columns 7a and 7b to a power source.

２つの電極支柱７ａ，７ｂと給電バー６ａ，６ｂとは、平板ヒータゾーン１の外径に対してこれより小さい径となる内側空間に配置されている。すなわち、２つの電極支柱７ａ，７ｂと給電バー６ａ，６ｂとは、カップ型ヒータ１０のカップの外形の陰となる、外形より内側の空間に配置されることで、カップ型ヒータ１０が小型化されている。
給電バー６ａ，６ｂとカップ型ヒータ１０とは、前記したように、それぞれにモリブデン製のねじとカーボン製のねじとの結合接続となるので、これらの間での融着が防止されて取付け、取外しがし易くなる。
電極支柱７ａ，７ｂもモリブデン製であり、これと接続する給電バー６ａ，６ｂもモリブデン製であり、電極支柱７ａ，７ｂを給電バー６ａ，６ｂの嵌合孔に遊嵌させてナット７ｃ，７ｄ（７ｅ，７ｆ）をもつて締付け、ナット７ｃ，７ｄ（７ｅ，７ｆ）をカーボン製とすることで、これらの間での融着も防止することができる。
しかも、カップ型ヒータ１０は、端子２ｂ，２ｃの２個所だけの接続となるので、カップ型ヒータ１０の交換作業が容易となる。 The two electrode columns 7 a and 7 b and the power feeding bars 6 a and 6 b are arranged in an inner space having a smaller diameter than the outer diameter of the flat heater zone 1. In other words, the two cups 7a and 7b and the power supply bars 6a and 6b are arranged in a space inside the outer shape, which is the shadow of the cup outer shape of the cup heater 10, so that the cup heater 10 is downsized. Has been.
As described above, since the power supply bars 6a and 6b and the cup heater 10 are coupled to each other with a screw made of molybdenum and a screw made of carbon, they are attached so as to prevent fusion between them. Easy to remove.
The electrode columns 7a and 7b are also made of molybdenum, and the power feed bars 6a and 6b connected to the electrode columns 7a and 7b are also made of molybdenum. Tightening with (7e, 7f) and making the nuts 7c, 7d (7e, 7f) made of carbon can prevent fusion between them.
In addition, since the cup-type heater 10 is connected only at two locations of the terminals 2b and 2c, the cup-type heater 10 can be easily replaced.

図３（ａ）〜（ｆ）は、カップ型ヒータの製造方怯についての説明図である。
なお、説明を簡単にするために、以下の図ではパターン部３ａ，３ｂ，３ｃを省略してある。
まず、円柱状のカーボン（黒鉛）口ツドから所定の長さに丸棒部材１０ａを切り出して（図３（ａ））、底を残して内側を削り取ってカップ状の有底筒体カーボン１０ｂを製作する（図３（ｂ））。
次に、有底筒体カーボン１０ｂを内径寸法にあったカーボンロッド（黒船）製の中子１０ｃ（図３（ｂ））を別途製作して有底筒体カーボン１０ｂの中に挿入して、有底筒体カーボン１０ｂの内側の中空部を埋めてロッド状のカーボン体１０ｄを製作する（図３（ｄ））。
カーボン体１０ｄを底を上にして倒立させて底面外側から判子を掘る要領で機械カッティングの切削機１８で溝掘りをして切溝１ａを形成してパターン部３ａをカーボン体１０ｄの底面に切り出す。このとき同時に中心部に孔４ａ，４ｂを穿孔する（図３（ｄ））。
次に、カーボン体１０ｄを横にしてカーボン体１０ｄを回転させながら側面外側から切削機１８で溝掘りをして切溝２ａ，２ｂを形成して、さらに切断溝５ａ，５ｂを形成してパターン部３ｂ，３ｃをカーボン体１０ｄの側面に切り出す。このとき、同時に座ぐり孔５ｃ，５ｄを端子２ｂ，２ｃの部分に穿孔する（図３（ｅ））。
最後に中子１０ｂを切断溝５ａ（５ｂ）に沿って底側から押して取出してカップ型ヒータ１０とする。このとき、カーボン体１０ｄの側面を加熱するとよい（図３（ｆ））。
その結果として円筒形のカップ型ヒータ１０を得ることができる。 3 (a) to 3 (f) are explanatory views of a manufacturing method of the cup heater.
For simplicity of explanation, the pattern portions 3a, 3b, and 3c are omitted in the following drawings.
First, a round bar member 10a is cut out to a predetermined length from a cylindrical carbon (graphite) mouth (FIG. 3 (a)), and the inner side is scraped off leaving the bottom to obtain a cup-shaped bottomed cylindrical carbon 10b. Produced (FIG. 3B).
Next, a carbon rod (black ship) core 10c (FIG. 3 (b)) made of a bottomed cylindrical carbon 10b having an inner diameter is separately manufactured and inserted into the bottomed cylindrical carbon 10b. A rod-shaped carbon body 10d is manufactured by filling a hollow portion inside the bottomed cylindrical carbon 10b (FIG. 3D).
The carbon body 10d is turned upside down, and in the manner of digging a stamp from outside the bottom surface, the machine cutting machine 18 digs a groove to form a cut groove 1a and cuts the pattern portion 3a on the bottom surface of the carbon body 10d. . At the same time, holes 4a and 4b are drilled in the center (FIG. 3 (d)).
Next, while rotating the carbon body 10d with the carbon body 10d lying sideways, grooves are cut by the cutting machine 18 from the outside of the side surface to form the cut grooves 2a and 2b, and further, the cut grooves 5a and 5b are formed. The parts 3b and 3c are cut out on the side surface of the carbon body 10d. At the same time, counterbore holes 5c and 5d are drilled in the terminals 2b and 2c (FIG. 3E).
Finally, the core 10b is pushed out from the bottom side along the cutting groove 5a (5b) to be taken out, and the cup type heater 10 is obtained. At this time, the side surface of the carbon body 10d may be heated (FIG. 3 (f)).
As a result, a cylindrical cup heater 10 can be obtained.

図４は、この発明のヒータを適用したカップ型ヒータの他の実施例の平面図、正面側面図および背面側面図である。
カップ型ヒータ１００は、図４（ａ）の平面図に示すように、図１（ａ）の平面図の平板ヒータゾーン１のパターン部３ａが２つに分割され、中心を通る直線Ｌに対して対称な円弧パターン部３０ａ,３０ｂが形成されている。
円弧パターン部３０ａ，３０ｂは、半円状のパターンであって、円弧パターンの端部が直線Ｌに沿って中心部に延びている。それぞれのパターン部３０ａ，３０ｂの中心部の端部には端子パッドパターン４０ａ,４０ｂがそれぞれ形成されている。
なお、説明の都合上、円弧パターン部３０ａ，３０ｂは、２インチの基板を載置するサセプタに対して一番単純な形状のものとしている。したがって、円弧パターンはさらに折り返し重ねられた多重のパターンであってもよい。
これに対して円筒ヒータゾーン２のパターン部は、図１（ａ），（ｂ）に示すパターン部３ｂ，３ｃが接続され、図４（ｃ）の背面側面図に示すように背面側も連続する１本のパターン部３０ｃからなる。そのため、図４（ｂ）の正面側面図に示すように、ヒータパターンの切断溝５０が１個所、縦方向にカップ型ヒータ１００に設けられているだけである。
パターン部３０ａ，３０ｂは、それぞれ切断溝５０に隣接する端部３０ｄ，３０ｅでパターン部３０ｃに接続されている。これにより、カップ型ヒータ１００の底面から側面に渡って連続する１本のヒータパターンが形成される。
この図では図示しないが、図２（ｂ）に示す電極支柱７ａ，７ｂの頭部には、この頭部のねじ切りに換えて頭部上面に雌ねじ孔が切られている。
そこで、端子パッドパターン４０ａ，４０ｂの孔を介してカーボン製の雄ねじを電極支柱７ａ，７ｂの頭部上面の雌ねじ孔に螺合結合する。このことにより、カップ型ヒータ１００を電極支柱７ａ，７ｂに結合するとともにカップ型ヒータ１００を直接支持する。したがって、この実施例では給電バー６ａ，６ｂは不要である。
ただし、端子パッドパターン４０ａ，４０ｂの部分と電極支柱７ａ，７ｂの頭部とをボルト固定により接続すると、平板ヒータゾーン１にボルトが存在することになるので平板ヒータゾーン１の発熱量が多少減少するが、図１の実施例ではそのようなことは起こらない利点がある。 FIG. 4 is a plan view, a front side view, and a rear side view of another embodiment of a cup heater to which the heater of the present invention is applied.
As shown in the plan view of FIG. 4A, the cup-type heater 100 has a pattern portion 3a of the flat heater zone 1 in the plan view of FIG. Symmetrical arc pattern portions 30a and 30b are formed.
The arc pattern portions 30a and 30b are semicircular patterns, and an end portion of the arc pattern extends along the straight line L to the center portion. Terminal pad patterns 40a and 40b are formed at the ends of the central portions of the pattern portions 30a and 30b, respectively.
For convenience of explanation, the arc pattern portions 30a and 30b have the simplest shape with respect to a susceptor on which a 2-inch substrate is placed. Therefore, the arc pattern may be a multiple pattern that is further folded back.
In contrast, the pattern portion of the cylindrical heater zone 2 is connected to the pattern portions 3b and 3c shown in FIGS. 1A and 1B, and the back side is also continuous as shown in the back side view of FIG. It consists of one pattern part 30c. Therefore, as shown in the front side view of FIG. 4B, only one cut groove 50 of the heater pattern is provided in the cup-type heater 100 in the vertical direction.
The pattern portions 30a and 30b are connected to the pattern portion 30c at end portions 30d and 30e adjacent to the cutting groove 50, respectively. Thereby, one heater pattern continuous from the bottom surface to the side surface of the cup heater 100 is formed.
Although not shown in this figure, female screw holes are cut in the head of the heads of the electrode columns 7a and 7b shown in FIG.
Therefore, the male male screws are screwed into the female screw holes on the top surfaces of the electrode posts 7a and 7b through the holes of the terminal pad patterns 40a and 40b. Thus, the cup heater 100 is coupled to the electrode columns 7a and 7b and the cup heater 100 is directly supported. Therefore, in this embodiment, the power supply bars 6a and 6b are not necessary.
However, if the terminal pad patterns 40a and 40b and the heads of the electrode columns 7a and 7b are connected by bolt fixing, the bolts are present in the flat heater zone 1, so that the amount of heat generated in the flat heater zone 1 is somewhat reduced. However, the embodiment of FIG. 1 has the advantage that this does not happen.

図５は、カップ型ヒータを基仮加熱装置として結晶成長装置に組込んだ場合の部分縦断面図である。
カップ型ヒータ１０の円筒ヒータゾーン２の下面２ｅは、円筒の支持部材１１の頭部１１ａに設けられたフランジ台１１ｂに嵌合、載置されることでこれにより支持されている。
円筒状のサセプタ１３は、頭部から垂直方向後ろ側に延びた胴部１３ａを有し、これがカップ型ヒータ１０の円筒ヒータゾーン２をカバーしている。胴部１３ａの下面１３ｂは、円筒ヒータゾーン２とともに支持部材１１のフランジ台１１ｂに嵌合することでこれにより支持されている。支持部材１１とサセプタ１３とが結合することで全体で底部を除いて内部が密閉状態となる円筒体１２が形成されている。
支持部材１１は、ＢＮ(ポロンナイトライド)製であり、円筒体１２の下側中心部には、Ｎ2等のパージガスが導入されるノズル（図示せず）が設けられている。
サセプタ１３がカップ型ヒータ１０をカバーし、支持部材１１とサセプタ１３による円筒１２による内部空間は、パージガスを供給する空間を形成している。
また、先の電極支柱７ａ，７ｂと給電バー６ａ，６ｂがカップ型ヒータ１０の外形の内側空間に配置されることで給電部が外側となることなく、円筒体１２の内部となり、全体が小型化されている。
支持部材１１をＢＮ製としているので、これが絶縁性部材となり、かつ熱伝導率も低く、円筒ヒータゾーン２とサセプタ１３とは支持部材１１から絶縁状態で支持される。
絶縁円板８は、円筒体１２の底部に配置され、結晶成長装置２０のフレームあるいは固定ペースに固定される、
これによりＨＣｌ，ＮＨ3などの腐食性ガス雰囲気における耐食性が確保された加熱装置が容易に実現される。 FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view when a cup heater is incorporated in a crystal growth apparatus as a basic heating apparatus.
The lower surface 2e of the cylindrical heater zone 2 of the cup heater 10 is supported by being fitted and placed on a flange base 11b provided on the head 11a of the cylindrical support member 11.
The cylindrical susceptor 13 has a body portion 13 a extending from the head to the rear side in the vertical direction, and covers the cylindrical heater zone 2 of the cup-type heater 10. The lower surface 13 b of the body portion 13 a is supported by being fitted to the flange base 11 b of the support member 11 together with the cylindrical heater zone 2. The support member 11 and the susceptor 13 are combined to form a cylindrical body 12 that is hermetically sealed except for the bottom.
The support member 11 is made of BN (Polon Nitride), and a nozzle (not shown) into which a purge gas such as N 2 is introduced is provided at the lower center portion of the cylindrical body 12.
The susceptor 13 covers the cup-type heater 10, and the internal space of the support member 11 and the susceptor 13 by the cylinder 12 forms a space for supplying purge gas.
In addition, since the previous electrode columns 7a and 7b and the power supply bars 6a and 6b are arranged in the inner space of the outer shape of the cup-type heater 10, the power supply part does not become the outer side but becomes the inside of the cylindrical body 12, and the whole is small. It has become.
Since the support member 11 is made of BN, this is an insulating member and has low thermal conductivity, and the cylindrical heater zone 2 and the susceptor 13 are supported from the support member 11 in an insulated state.
The insulating disk 8 is disposed at the bottom of the cylindrical body 12, and is fixed to the frame or a fixed pace of the crystal growth apparatus 20.
As a result, a heating device that ensures corrosion resistance in a corrosive gas atmosphere such as HCl and NH3 can be easily realized.

図５に示すように、カップ型ヒータ１０は、基板加熱装置として均熱板を介すことなくサセプタ１３の頭部背面に２ｍｍ〜５ｍｍ程度の間隔を置いてその平板ヒータゾーン１と円筒ヒータゾーン２とが配置されてサセプタ１３を直接加熱する。
カップ型ヒータ１０の円筒ヒータゾーン２は、平板ヒータゾーン１の外周表面側からの抜熱を補うことができる。また、円筒ヒータゾーン２の側面高さを大きく採ることで、１５００°Ｃを越えるような大きな熱量を発生することができる。
サセプタ１３の頭部の厚さは、１ｍｍ〜５ｍｍである。胴部１３ａの厚さは頭部の厚さより薄い。サセプタ１３の頭部には、これより外径が少し小さい円板状のサファイア基板、シリコンカーバイト基板、シリコンナイトライド（Ｓｉ3Ｎ4）基板、アルミナナイトライド（ＡｌＮ）基板などの基板１４が載置される。この基板１４の上部から原料ガス１５が供給されて基板１４に対して結晶成長が行われる。 As shown in FIG. 5, the cup heater 10 includes a flat plate heater zone 1 and a cylindrical heater zone with a space of about 2 mm to 5 mm behind the head of the susceptor 13 without using a soaking plate as a substrate heating device. 2 to directly heat the susceptor 13.
The cylindrical heater zone 2 of the cup heater 10 can compensate for heat removal from the outer peripheral surface side of the flat plate heater zone 1. In addition, a large amount of heat exceeding 1500 ° C. can be generated by increasing the side surface height of the cylindrical heater zone 2.
The thickness of the head of the susceptor 13 is 1 mm to 5 mm. The thickness of the trunk | drum 13a is thinner than the thickness of a head. On the head of the susceptor 13, a substrate 14 such as a disc-shaped sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon nitride (Si 3 N 4) substrate, an alumina nitride (AlN) substrate having a slightly smaller outer diameter is placed. The A source gas 15 is supplied from above the substrate 14 and crystal growth is performed on the substrate 14.

支持部材１１とサセプタ１３とによる円筒体１２は、これの外側に設けられた円筒の石英の反応管１６に内蔵され、上部から原料ガス１５がサセプタ１３に載置された基板１４にダウンフローとして供給される。さらに、反応管１６の周囲には、所定の間隔を置いて断熱材層１７が設けられている。
なお、原料ガス１５は横方向から供給されてもよい。
カップ型ヒータ１０を交換する場合には、例えば、反応管１６を取外すことなく、支持部材１１とサセプタ１３による円筒体１２を反応管１６から引抜いて結晶成長装置から取出してサセプタ１３を取外して皿雄ねじ６ｇ，６ｈを外して電極支柱７ａ，７ｂと給電バー６ａ，６ｂを残してカップ型ヒータ１０を取り出すことになる。もちろん、反応管１６を取り外すことも可能である。
ところで、図４の実施例では、給電バー６ａ，６ｂは不要である。その支持構造は、図５において、電極支柱７ａ，７ｂの頭部が平板ヒータゾーン１まで延びて、直接平板ヒータゾーン１の端子パッドパターン４０ａ，４０ｂに接続されることになる。 A cylindrical body 12 composed of a support member 11 and a susceptor 13 is built in a cylindrical quartz reaction tube 16 provided on the outer side of the cylindrical body 12, and a raw material gas 15 is flown down from a top to a substrate 14 placed on the susceptor 13. Supplied. Further, a heat insulating material layer 17 is provided around the reaction tube 16 at a predetermined interval.
The source gas 15 may be supplied from the lateral direction.
When replacing the cup-type heater 10, for example, without removing the reaction tube 16, the cylindrical body 12 by the support member 11 and the susceptor 13 is pulled out from the reaction tube 16 and taken out from the crystal growth apparatus, and the susceptor 13 is removed and the dish is removed. The male screws 6g and 6h are removed, and the cup heater 10 is taken out leaving the electrode columns 7a and 7b and the power feed bars 6a and 6b. Of course, it is possible to remove the reaction tube 16.
Incidentally, in the embodiment of FIG. 4, the power supply bars 6a and 6b are not necessary. In FIG. 5, the support structure is such that the heads of the electrode columns 7 a and 7 b extend to the flat heater zone 1 and are directly connected to the terminal pad patterns 40 a and 40 b of the flat heater zone 1.

以上説明してきたが、実施例では円筒形のカップ型ヒータを挙げているが、カップ型ヒータのカップは、矩形であってもよく、この発明は円筒形に限定されるものではない。また、実施例のカップ型ヒータのヒータパターンは一例であって、実施例のものに限定されるものではない。
さらに、実施例では、平板ヒータゾーン１と円筒ヒータゾーン２とに渡って連続するヒータパターンが形成されているが、これの接続端部となる端部３ｆ，３ｇ（端部３０ｄ，３０ｅ）は、ポルトとナット等による結合手段で結合されて接続されていてもよい。
すなわち、平板ヒータゾーン１と円筒ヒータゾーン２とは、それぞれ円板ヒータと円筒ヒータとに分離されたものであってもよい。この場合には、後から雄ねじとナットなどにより円板ヒータと円筒ヒータにぞれぞれ形成されたヒータパターンを結合して１本のパターンに接続することができる。なお、前記したように、平板ヒータゾーン１においてボルト固定によりヒータパターンを接続すると、平板ヒータゾーン１のその部分の発熱量が多少減少することになる。
実施例では２インチ基板についてのサセプタを中心に説明しているが、この発明は、２インチ以上の基板に対応する径のサセプタに適用されてもよい。その温度は、１２００°Ｃ以下の４００°Ｃ程度のものであつてもよいことはもちろんである。
ところで、この明細書および特許請求の範囲におけるサセプタの背面とは、サセプタの後ろ側だけではなく、サセプタの裏面も含む概念である。
なぜなら、実施例における平板ヒータゾーン１と円筒ヒータゾーン２は、ＰＢＮコーティングされたカーボン製であるので、絶縁性を持つ。したがって、サセプタがＢＮ製，モリブデン（Ｍｏ）やタングステン（Ｗ）製等の金属製であってもこれの裏面に直接接触させることが可能であるからである。なお、この場合、図４の実施例では、端子パッドパターン４０ａ，４０ｂを電極支柱７ａ，７ｂの頭部に接続する雄ねじの頭は、絶縁性のものとし、例えば、ＰＢＮでコーチインダすることになる。
また、各部材およびヒータ表面は、ＰＢＮによるコーティングのほかに、例えば、ＳｉＣ，ＡｌＮなどでコーティングすることができる。 Although the cylindrical cup type heater has been described in the embodiment as described above, the cup of the cup type heater may be rectangular, and the present invention is not limited to the cylindrical shape. Moreover, the heater pattern of the cup-type heater of an Example is an example, Comprising: It is not limited to the thing of an Example.
Further, in the embodiment, a continuous heater pattern is formed across the flat plate heater zone 1 and the cylindrical heater zone 2, but the end portions 3f and 3g (end portions 30d and 30e) serving as connection end portions thereof are formed. , And may be connected by connecting means such as a port and a nut.
That is, the flat heater zone 1 and the cylindrical heater zone 2 may be separated into a disc heater and a cylindrical heater, respectively. In this case, it is possible to connect the heater patterns formed on the disc heater and the cylindrical heater by a male screw and a nut later and connect them to one pattern. As described above, when the heater pattern is connected by fixing the bolt in the flat heater zone 1, the amount of heat generated in that portion of the flat heater zone 1 is somewhat reduced.
In the embodiment, the description is centered on a susceptor for a 2-inch substrate, but the present invention may be applied to a susceptor having a diameter corresponding to a substrate of 2 inches or more. Needless to say, the temperature may be about 400 ° C., which is 1200 ° C. or less.
By the way, the back surface of the susceptor in this specification and claims is a concept including not only the back side of the susceptor but also the back surface of the susceptor.
This is because the flat plate heater zone 1 and the cylindrical heater zone 2 in the embodiment are made of carbon coated with PBN and thus have insulation properties. Therefore, even if the susceptor is made of metal such as BN, molybdenum (Mo), or tungsten (W), it can be brought into direct contact with the back surface thereof. In this case, in the embodiment of FIG. 4, the heads of the male screws that connect the terminal pad patterns 40a, 40b to the heads of the electrode columns 7a, 7b are insulative, and are, for example, coached with PBN. .
Each member and the heater surface can be coated with, for example, SiC, AlN, etc. in addition to coating with PBN.

図１（ａ）は、この発明のヒータを適用したカップ型ヒータの一実施例の平面図、図１（ｂ）は、平面図のＡ−Ａ断面からみたカップ型ヒータの部分斜視図である。FIG. 1A is a plan view of an embodiment of a cup-type heater to which the heater of the present invention is applied, and FIG. 1B is a partial perspective view of the cup-type heater as viewed from the AA cross section of the plan view. . 図２（ａ）は、カップ型ヒータの図１における右側面図、図２（ｂ）はえＡ−Ａ断面からみた基板加熱装置としてのヒータ組立状態の部分斜視図である。2A is a right side view of the cup-type heater in FIG. 1, and FIG. 2B is a partial perspective view of the heater assembly state as a substrate heating device as viewed from the cross section AA. 図３は、カップ型ヒータの製造方法についての説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of a method for manufacturing a cup-type heater. 図４は、この発明のヒータを適用したカップ型ヒータの他の実施例であって、図４（ａ）はその平面図、図４（ｂ）は正面側面図、図４（ｃ）は背面側面図である。FIG. 4 shows another embodiment of a cup type heater to which the heater of the present invention is applied. FIG. 4 (a) is a plan view, FIG. 4 (b) is a front side view, and FIG. It is a side view. 図５は、カップ型ヒータを基板加熱装置として結晶成長装置に組込んだ場合の部分縦断面図である。FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view when a cup type heater is incorporated in a crystal growth apparatus as a substrate heating apparatus.

Explanation of symbols

1…平板ヒータゾーン、１ａ，２ａ…切溝、２…円筒ヒータゾーン、
３…ヒータパターン、３ａ〜３ｃ…パターン部、
３ｄ〜３ｇ…パターンの端部、５ａ，５ｂ…切断溝、
５ｃ，５ｄ…座ぐり孔、６ａ，６ｂ…給電バー、
７ａ，７ｂ…電極支柱、８…絶縁円板、９…スリーブ、
１０…カップ型ヒータ、１１…支持部材、
１２…円筒体、１３…サセプタ、1４…基板、
１５…原料ガス、１６…反応管、１７…断熱材層、
２０…結晶成長装置。 1 ... flat heater zone, 1a, 2a ... kerf, 2 ... cylindrical heater zone,
3 ... heater pattern, 3a-3c ... pattern part,
3d to 3g ... pattern ends, 5a, 5b ... cutting grooves,
5c, 5d ... counterbore, 6a, 6b ... feed bar,
7a, 7b ... electrode struts, 8 ... insulating disks, 9 ... sleeves,
10 ... Cup type heater, 11 ... Support member,
12 ... cylindrical body, 13 ... susceptor, 14 ... substrate,
15 ... Raw material gas, 16 ... Reaction tube, 17 ... Heat insulation material layer,
20: Crystal growth apparatus.

Claims

A heater of a cup type, wherein a heater pattern continuous from the bottom surface to the side surface of the cup is formed, and both end portions of the heater pattern are disposed on the side surface or the bottom surface.

The heater is made of carbon, and the heater pattern is a one-stroke pattern having a predetermined width, and has two electrode rods connected to both ends, and the electrode rods are The heater according to claim 1, wherein the heater is disposed in a space inside the outer shape, which is a shadow of the outer shape of the cup.

The cup has a cylindrical shape, both end portions of the front heater pattern are provided on the side surface, the heater pattern on the bottom surface has an arc shape or a spiral shape, and the heater pattern on the side surface has the The heater according to claim 2, wherein the heater is a strip-like pattern that is repeatedly folded along the cylindrical side surface of the cup.

The carbon forming the heater pattern is coated with PBN, and the electrode bar is composed of a power feed bar connected to each of the both ends inside the cup and an electrode column coupled to the power feed bar. 3. The heater according to 3.

The heater pattern on the bottom surface of the cup is formed in two spirals, the two spirals are coupled at the center position of the bottom surface, and a hole is provided at the coupling center position. Is a molybdenum crank bar having a crank-like falling or rising tip, wherein the tip has a contact surface as an arc having the same curvature as the side wall of the cup. 4. The heater according to 4.

In the substrate heating apparatus that heats the substrate placed on the susceptor via the susceptor by a heater provided on the back surface of the susceptor,
The heater is a cup-type heater, and a heater pattern continuous from the bottom surface to the side surface of the cup is formed, and both end portions of the heater pattern are disposed on the side surface or the bottom surface and connected to the both end portions. A substrate heating apparatus in which two electrode bars are arranged in a space inside the outer shape, which is a shadow of the outer shape of the cup, and electric power is supplied to the heater via the electrode bars.

The substrate heater according to claim 6, wherein the heater is made of carbon, and the heater pattern is a one-stroke pattern having a predetermined width.

The cup has a cylindrical shape, both end portions of the heater pattern are provided on the side surface, the heater pattern on the bottom surface has an arc shape or a spiral shape, and the heater pattern on the side surface has the cup shape. 8. The substrate heating apparatus according to claim 7, wherein the substrate heating apparatus is a strip-like pattern that is repeatedly folded along the side surface of the cylinder.

A crystal growth apparatus comprising: the substrate heating apparatus according to claim 6; a susceptor; and a reaction tube in which these are built.

The crystal growth apparatus according to claim 9, wherein the susceptor is directly heated by the substrate heating apparatus, and the reaction tube is provided with a heat insulating layer on an outer side.