JP2014053574A - 気相成長装置及び気相成長用加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気相成長装置のサセプタを加熱する能力を向上することが可能な気相成長装置を提供する。
【解決手段】気相成長装置は、基板の少なくとも一方の面に気相成長により堆積物を形成可能なように基板を支持する盤状のサセプタを有する。気相成長装置は、更に、サセプタに対して対向する第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部１０と、第１の面に対して対向し且つ第１の面よりもサセプタから遠い第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部２０とを有する。第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、気相成長装置及び気相成長用加熱装置に関する。

ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの気相成長法に用いられる加熱装置としては、例えば、特許文献１及び２に記載されているように、一筆書き形状に屈曲する線状の二次元パターン形状に形成された抵抗発熱体を有するタイプのものがある。特許文献１及び２の抵抗発熱体は、同心半円状又は同心円状などの複数の弧状部を含む。

気相成長法に用いられる加熱装置としては、他に、例えば特許文献３に記載されているように、コイル形状の抵抗発熱体（電熱線）を有するタイプのものもある。

ＭＯＣＶＤ装置などの気相成長装置においては、基板を保持するサセプタが、このような抵抗発熱体と対向して配置されている（例えば、抵抗発熱体の上方にサセプタが配置されている）。そして、抵抗発熱体によりサセプタ及び基板を加熱しながら、気相成長により基板上に堆積物を形成する。

特開２００２−３１９４７６号公報 特開２００２−１４１１５９号公報 特開２００５−６３６９１号公報

特許文献１及び２の技術では、隣り合う弧状部同士の間の領域（スリット部分）等は、抵抗発熱体が存在しない空白部となっており、当該空白部はサセプタの加熱に寄与しない非加熱領域となっている。よって、サセプタを加熱する能力が不足する場合がある。特許文献３の技術においても、同様の課題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、気相成長装置のサセプタを加熱する能力を向上することが可能な気相成長用加熱装置及び気相成長装置を提供する。

本発明は、基板の少なくとも一方の面に気相成長により堆積物を形成可能なように前記基板を支持する盤状のサセプタと、
前記サセプタに対して対向する第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部と、
前記第１の面に対して対向し且つ前記第１の面よりも前記サセプタから遠い第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部と、
を有し、
前記第１の面に対する直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、前記第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が、前記第１抵抗発熱部とは異なる領域に位置する気相成長装置を提供する。

この気相成長装置によれば、サセプタに対して対向する第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部と、第１の面に対して対向し且つ第１の面よりもサセプタから遠い第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部と、を有する。
そして、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部及び第２抵抗発熱部を見たときに、第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部とは異なる領域に位置している。すなわち、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部及び第２抵抗発熱部を見たときに、第１抵抗発熱部と第２抵抗発熱部とが互いに相補的に配置されており、第１抵抗発熱部の空白部の少なくとも一部分に、第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が位置している。よって、サセプタと対向する領域における極力多くの領域に、第１抵抗発熱部と第２抵抗発熱部とのうちの少なくとも一方を配置することができるので、サセプタと対向する領域における非加熱領域を極力低減することができる。よって、気相成長装置のサセプタを加熱する能力を向上することができる。
また、サセプタを所定の温度に加熱する場合には、１段の抵抗発熱部のみを有する（従って多くの空白部が存在する）場合と比べて、抵抗発熱部（第１抵抗発熱部及び第２抵抗発熱部）の温度を低下させることができる。よって、特に第１抵抗発熱部及び第２抵抗発熱部を高温で使用する場合における第１抵抗発熱部及び第２抵抗発熱部の耐久性を向上させることができる。

また、本発明は、第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部と、
前記第１の面に対して対向する第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部と、
を有し、
前記第１の面に対する直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、前記第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が、前記第１抵抗発熱部とは異なる領域に位置する気相成長用加熱装置を提供する。

本発明によれば、気相成長装置のサセプタを加熱する能力を向上することができる。

実施形態に係る気相成長装置の正面断面図である。 実施形態に係る気相成長装置の第１抵抗発熱部の平面図である。 実施形態に係る気相成長装置の第２抵抗発熱部の平面図である。 第１抵抗発熱部と第２抵抗発熱部とを２段に配置した状態を示す平面図である。 実施形態に係る気相成長装置のサセプタの平面図である。 第１電極に対する第１抵抗発熱部の固定構造を示す正面断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

図１は実施形態に係る気相成長装置１００の正面断面図である。なお、図１において、一部の構成（第１電力供給部７１、第２電力供給部７２）についてはブロック図で示している。また、図１に示される正面断面図は、図４のＡ−Ａ矢視断面図に相当する。
図２は気相成長装置１００の第１抵抗発熱部１０の平面図である。
図３は気相成長装置１００の第２抵抗発熱部２０の平面図である。
図４は第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とを２段に配置した状態を示す平面図である。
図５は気相成長装置１００のサセプタ３０の平面図である。
図６は第１電極４１に対する第１抵抗発熱部１０の固定構造を示す正面断面図である。

本実施形態に係る気相成長装置１００は、基板５０の少なくとも一方の面に気相成長により堆積物を形成可能なように基板５０を支持する盤状のサセプタ３０と、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を有する。第１抵抗発熱部１０は、サセプタ３０に対して対向する第１の面に沿って延在している。第２抵抗発熱部２０は、第１の面に対して対向し且つ第１の面よりもサセプタ３０から遠い第２の面に沿って延在している。第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに（本実施形態の場合、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を平面視したときに）、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置する。
また、本実施形態に係る気相成長用加熱装置１５０は、第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部１０と、第１の面に対して対向する第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部２０と、を有している。第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置する。
以下、詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る気相成長装置１００は、円筒形状などのチャンバ１１０と、チャンバ１１０内において基板５０（図５）を保持するサセプタ３０と、サセプタ３０を支持する回転軸部６０と、を有する。

サセプタ３０は、例えば円盤状に形成され、チャンバ１１０内において水平に配置されている。図５に示すように、サセプタ３０の上面には、基板５０を位置決め状態で保持する基板載置用ポケット３１が形成されている。基板載置用ポケット３１には、サセプタ３０に対して平行に、基板５０を載置できるようになっている。

回転軸部６０は、例えばサセプタ３０と一体的に形成され、サセプタ３０の下面より下方に突出し、且つ、チャンバ１１０の底板よりも下方に突出している。このように、回転軸部６０は、その軸方向が上下方向に配置されている。回転軸部６０は、図示しないモータ等の回転駆動部により軸周りに回転させられるようになっている。回転軸部６０が軸周りに回転するのに伴い、サセプタ３０が水平面内において回転する。

気相成長装置１００は、更に、チャンバ１１０内に原料ガスを供給する原料ガス供給配管１１１、１１２と、チャンバ１１０内に設けられたガス分散部材１１３と、チャンバ１１０からの排気を行う排気管１１４と、を有している。ガス分散部材１１３には、多数のガス導出口１１３ａが分散して形成されている。ガス分散部材１１３は、サセプタ３０の上方に配置され、サセプタ３０の上面と対向している。

第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とのうちの少なくとも一方は、二次元的に屈曲する線状のパターンからなるプレート形状に形成された、平板ヒータである。本実施形態の場合、例えば、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の双方が、平板ヒータである。

上述のように、第１抵抗発熱部１０は、サセプタ３０に対して対向する第１の面に沿って延在している。第１の面は、例えば、サセプタ３０に対して平行に対向する面であり、本実施形態の場合、水平な面である。
また、第２抵抗発熱部２０は、第１の面に対して対向する第２の面に沿って延在している。第２の面は、例えば、第１の面に対して平行に対向する面であり、本実施形態の場合、水平な面である。また、第２の面は、第１の面よりもサセプタ３０から遠い。

第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、サセプタ３０の下方に配置されている。第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、それぞれ水平に配置され、且つ、互いに所定の間隔で対向している。第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０のうち、第１抵抗発熱部１０が上段に位置し、第２抵抗発熱部２０が下段に位置している。従って、第１抵抗発熱部１０は、第２抵抗発熱部２０よりもサセプタ３０の近くに位置し、サセプタ３０と対向している。より具体的には、サセプタ３０、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、互いに平行に配置されている。

なお、サセプタ３０の平面形状は円形であり、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０も、それぞれ平面形状がほぼ円形のプレート形状に形成されている。

気相成長装置１００は、更に、第１抵抗発熱部１０に電力を供給する第１電力供給部７１と、第２抵抗発熱部２０に電力を供給する第２電力供給部７２と、第１電極４１と、第２電極４２と、を有する。第１電力供給部７１は、第１電極４１から第１抵抗発熱部１０に対して電力を供給する。第１抵抗発熱部１０は、第１電力供給部７１から供給される電力によって発熱（ジュール熱を発生）する。第２電力供給部７２は、第２電極４２から第２抵抗発熱部２０に対して電力を供給する。第２抵抗発熱部２０は、第２電力供給部７２から供給される電力によって発熱（ジュール熱を発生）する。具体的には、例えば、第１電力供給部７１は、第１抵抗発熱部１０に対して電流を印加し、第１抵抗発熱部１０を発熱させる。同様に、第２電力供給部７２は、例えば、第２抵抗発熱部２０に対して電流を印加し、第２抵抗発熱部２０を発熱させる。これら第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０が発熱することによって、サセプタ３０及びサセプタ３０上の基板５０を加熱することができる。

気相成長装置１００を用いて気相成長を行うには、サセプタ３０の基板載置用ポケット３１に基板５０をセットし、サセプタ３０を水平面内で回転させるとともに、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０によりサセプタ３０及び基板５０を加熱しながら、原料ガス供給配管１１１、１１２からそれぞれ原料ガスをチャンバ１１０内に導入する。チャンバ１１０内に導入された原料ガスは、ガス分散部材１１３により均一に分散されて、サセプタ３０上の基板５０の上面に供給される。その結果、基板５０上にエピタキシャル層等の堆積物が成長（形成）する。具体的には、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の薄膜を基板５０上に形成することができる。

次に、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の形状及び配置について説明する。

図２に示すように、第１抵抗発熱部１０は、二次元的に屈曲する線状のパターンからなるプレート形状に形成されている。この線状のパターンは、所定の幅を有している。

第１抵抗発熱部１０は、第１の面に沿って延在し且つ一筆書き形状に屈曲した１つ又は複数の第１屈曲部を含む。本実施形態の場合、第１抵抗発熱部１０は、例えば、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の３つの第１屈曲部を含む。すなわち、第１抵抗発熱部１０は、例えば、３つのゾーンに分割されている。

第１屈曲部としての第１部分１１は、平面視における第１抵抗発熱部１０の中央部を構成する。第１部分１１は、例えば、中央に位置する円状の（Ｃ環状の）パターン１１ａと、パターン１１ａの周囲に位置する同心半円状のパターン１１ｂと、隣り合うパターン１１ｂ同士並びにパターン１１ｂとパターン１１ａとを相互に接続する半円状のパターン１１ｃと、からなる。第１部分１１は、例えば、その全体形状がドーナツ形状のプレート形状となっている。

第１屈曲部としての第２部分１２は、平面視において第１部分１１の周囲に配置されている。第２部分１２は、例えば、第１部分１１の周囲に位置する円状の（Ｃ環状の）パターン１２ａと、パターン１２ａの周囲に位置する同心半円状のパターン１２ｂと、隣り合うパターン１２ｂ同士並びにパターン１２ｂとパターン１２ａとを相互に接続する半円状のパターン１２ｃと、からなる。第２部分１２は、例えば、その全体形状がドーナツ形状のプレート形状となっている。

第１屈曲部としての第３部分１３は、平面視において第２部分１２の周囲に配置され、第１抵抗発熱部１０の周縁部を構成する。第３部分１３は、例えば、円状の（Ｃ環状の）パターン１３ａからなる。

第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３は、相互に同心円状に配置されている。

平面視において、第１抵抗発熱部１０の配置領域は、何れかのパターン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３ａが存在する実体部と、何れのパターン１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３ａも存在しないスリット状の空白部及び中央の円形の空白部と、を含む。

第１抵抗発熱部１０において、パターン１１ａと、パターン１１ｂの各々と、パターン１２ａと、パターン１２ｂの各々と、パターン１３ａと、がそれぞれ第１弧状部を構成している。すなわち、第１抵抗発熱部１０は、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０を見たとき（本実施形態の場合、第１抵抗発熱部１０を平面視したとき）の形状が同心半円状又は同心円状の複数の第１弧状部を含む。

第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の各々の両端部には、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の両端部をそれぞれ第１電極４１に固定するための止着部材８５を挿通させる固定穴１９がそれぞれ形成されている。

なお、第１電力供給部７１は、例えば、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３がそれぞれ個別の発熱温度に発熱するように、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３に対して供給する電力を個別に設定できるようになっていても良い。或いは、第１電力供給部７１は、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３が互いに同一の発熱温度に発熱するように、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３に対して電力を供給しても良い。

図３に示すように、第２抵抗発熱部２０は、二次元的に屈曲する線状のパターンからなるプレート形状に形成されている。この線状のパターンは、所定の幅を有している。

第２抵抗発熱部２０は、例えば、第２の面に沿って延在し且つ一筆書き形状に屈曲した１つの第２屈曲部２１により構成されている。第２屈曲部２１は、例えば、同心半円状のパターン２１ａと、最外周のパターン２１ａの周囲に配置された円状の（Ｃ環状の）パターン２１ｂと、隣り合うパターン２１ａ同士並びにパターン２１ａとパターン２１ｂとを相互に接続する半円状のパターン２１ｃと、からなる。第２屈曲部２１は、例えば、その全体形状がドーナツ形状のプレート形状となっている。

平面視において、第２抵抗発熱部２０の配置領域は、何れかのパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃが存在する実体部と、何れのパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃも存在しないスリット状及び中央の円形などの空白部と、を含む。

第２抵抗発熱部２０において、パターン２１ａの各々と、パターン２１ｂと、がそれぞれ第２弧状部を構成している。すなわち、第２抵抗発熱部２０は、第１の面に対する直交方向に第２抵抗発熱部２０を見たとき（本実施形態の場合、第２抵抗発熱部２０を平面視したとき）の形状が同心半円状又は同心円状の複数の第２弧状部を含む。

第２屈曲部２１の両端部には、該両端部をそれぞれ第２電極４２に固定するための止着部材８５を挿通させる固定穴２９がそれぞれ形成されている。

図２と図３との比較から分かるように、第１抵抗発熱部１０の平面形状と、第２抵抗発熱部２０の平面形状とは、互いに異なる。すなわち、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０を見たときの形状と、第１の面に対する直交方向に第２抵抗発熱部２０を見たときの形状とが互いに異なる。第１抵抗発熱部１０の平面形状と、第２抵抗発熱部２０の平面形状とは、互いに回転対称形でなく、且つ、互いに線対称形でもないことが好ましい。

ここで、平面視において、隣り合う第１弧状部同士の間には、弧状のスリット（隙間）が存在している。第１抵抗発熱部１０における部分的な短絡を抑制するために、一例として、隣り合う第１弧状部同士の間の弧状のスリットの幅は、４ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。同様に、平面視において、隣り合う第２弧状部同士の間には、弧状のスリット（隙間）が存在しており、隣り合う第２弧状部同士の間の弧状のスリットの幅は、４ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定されている。
このような適正な幅のスリットを形成することにより、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の温度が上昇することによって第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０が熱応力により僅かに撓んでも、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０における部分的な短絡の発生を抑制できる。また、このような適正な幅のスリットを形成することにより、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の製作誤差や、組み付けの際のセッティング誤差も許容することができる。

なお、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０のパターンの幅は、上記スリットの幅と同等であるか、又は、上記スリットの幅よりも大きいことが好ましい。本実施形態の場合、例えば、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０のパターンの幅は、上記スリットの幅よりも大きいものとする。具体的には、例えば、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０のパターンの幅は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度とすることができる。

図４に示すように、平面視において、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置する。すなわち、平面視において、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とが互いに相補的に配置されており、第１抵抗発熱部１０の空白部の少なくとも一部分に、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が位置している。

より具体的には、平面視において（つまり第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに）、隣り合う第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第２弧状部の少なくとも一部分が配置されている。同様に、平面視において、隣り合う第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第１弧状部の少なくとも一部分が配置されている。

より具体的には、平面視において、各第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、それぞれ第２弧状部が配置され、各第１弧状部同士の間の弧状の隙間が第２弧状部によってほぼ埋められている。同様に、平面視において、各第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、それぞれ第１弧状部が配置され、各第２弧状部同士の間の弧状の隙間が第１弧状部によってほぼ埋められている。

また、平面視において、隣り合う第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第２弧状部の幅方向中心が配置されている。同様に、平面視において、隣り合う第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第１弧状部の幅方向中心が配置されている。

より具体的には、各第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、それぞれ第２弧状部の幅方向中心が配置されている。同様に、平面視において、各隣り合う第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、それぞれ第１弧状部の幅方向中心が配置されている。

なお、図４において、それぞれが第１弧状部である各パターン１１ａ、パターン１１ｂ、パターン１２ａ、パターン１２ｂ、パターン１３ａの引き出し線の先端は、各パターン１１ａ、パターン１１ｂ、パターン１２ａ、パターン１２ｂ、パターン１３ａの幅方向中心に位置している。同様に、それぞれが第２弧状部である各パターン２１ａ、パターン２１ｂの引き出し線の先端は、各パターン２１ａ、パターン２１ｂの幅方向中心に位置している。

第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、電力の供給（例えば電流の印加）によってジュール熱を発生するものであれば、材質は問わない。ただし、より高温での気相成長を実現する上で、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、タングステン（Ｗ）などの高融点金属や、輻射率が高いグラファイト又は炭化ケイ素などにより構成することが好ましい。

第１抵抗発熱部１０は、例えば、第１抵抗発熱部１０を構成する平板状の金属を所定のパターン形状にレーザーカット（レーザ照射による切断）することにより作製することができる。或いは、平板状の金属に対して、プレス装置を用いて打ち抜き加工を行うことによって、第１抵抗発熱部１０を作製しても良い。第２抵抗発熱部２０の作製についても、第１抵抗発熱部１０と同様に行うことができる。

以下に説明するように、第１抵抗発熱部１０は第１電極４１によって支持され、第２抵抗発熱部２０は第２電極４２によって支持されている。

先ず、チャンバ１１０内に電流を導入するための複数の金属棒８１が、チャンバ１１０の外部からチャンバ１１０の内部に導入されている。各金属棒８１は、各第１電極４１及び各第２電極４２とそれぞれ対応している。例えば、図１に示すように、各金属棒８１は、チャンバ１１０の下方から、チャンバ１１０の底板を突き抜けて、チャンバ１１０内に導入されている。各金属棒８１は、チャンバ１１０の底板に固定されている。なお、チャンバ１１０の底板と金属棒８１との間には、図示しない絶縁部材が介装されており、チャンバ１１０と金属棒８１とは相互に絶縁されているとともに、チャンバ１１０と金属棒８１との間は真空気密状態に保たれている。

金属棒８１は、金属等により構成された連結部材８２をチャンバ１１０の内部において支持している。連結部材８２と金属棒８１とは相互に導通している。金属棒８１と連結部材８２とは、例えば、螺子を用いた締結により相互に固定されている。連結部材８２は、第２抵抗発熱部２０の下方に位置している。すなわち、連結部材８２は、第２抵抗発熱部２０を基準として、第１抵抗発熱部１０とは反対側に配置されている。

第１電極４１は、例えば、上下方向に延在する棒状の形状に形成されており、連結部材８２より上方に突出するように、連結部材８２に対して固定されている。これにより、金属棒８１、連結部材８２及び第１電極４１は、一体の導体として組み立てられている。連結部材８２と第１電極４１とは、例えば、螺子を用いた締結により相互に固定されている。

例えば、図６に示すように、第１電極４１の下端部は、連結部材８２を上下に貫通している。また、第１電極４１の外面には、雄ネジが形成されており、連結部材８２の下側及び上側の各々において、第１電極４１に対してナット８８が螺合している。これらナット８８を互いに近づく方向に締結することにより、第１電極４１が連結部材８２に対して固定されている。

図６に示すように、第１電極４１の上端面は平坦且つ水平に配置されている。そして、第１電極４１の上端面に第１抵抗発熱部１０の端部（上記の固定穴１９が形成されている部分）が載置されている。

図６に示すように、第１電極４１の上端面には、雌ネジなどの止着穴４１ａが形成されている。雄ネジなどの止着部材８５を、固定穴１９を通して止着穴４１ａに止着（例えば螺入）することにより、第１抵抗発熱部１０が第１電極４１に固定されている。例えば、図２に示すように、第１抵抗発熱部１０は、例えば、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の３つのゾーンに分割され、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の各々の両端部に、それぞれ固定穴１９が形成されている。そして、各固定穴１９に対応して、別個の第１電極４１が配置され、第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の各々の両端部が、それぞれ第１電極４１に固定されている。

このように、各第１屈曲部（第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３）の両端部は、第２抵抗発熱部２０を基準として第１抵抗発熱部１０とは反対側から第１抵抗発熱部１０に向けて突出している第１電極４１によりそれぞれ支持されている。こうして、第１抵抗発熱部１０は、第１電極４１によって支持されている。

なお、上側の第１抵抗発熱部１０の厚みが不足することにより、当該第１抵抗発熱部１０が加熱時に下に撓もうとする場合には、第１抵抗発熱部１０を絶縁材からなる支柱により１箇所又は複数箇所で点支持しても良い。これにより、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０との短絡の発生を抑制することができる。この支柱は、例えば、後述するハウジング８３の底板より立設することができる。

また、第２電極４２も、第１電極４１と同様に構成されているとともに、第１電極４１と同様に、連結部材８２より上方に突出するように、連結部材８２に対して固定されている。そして、第２電極４２の上端面に第２抵抗発熱部２０の第２屈曲部２１の両端部（上記の固定穴２９が形成されている部分）が載置されている。
第２電極４２の上端面には、第１電極４１の止着穴４１ａと同様の止着穴（図示略）が形成されている。雄ネジなどの止着部材８５を、固定穴２９を通して、第２電極４２の止着穴に止着（例えば螺入）することにより、第２抵抗発熱部２０が第２電極４２に固定されている。各固定穴２９に対応して、別個の第２電極４２が配置され、第２屈曲部２１の両端部が、それぞれ第２電極４２に固定されている。

このように、第２屈曲部２１の両端部は、第２抵抗発熱部２０を基準として第１抵抗発熱部１０とは反対側から第２抵抗発熱部２０に向けて突出している第２電極４２によりそれぞれ支持されている。こうして、第２抵抗発熱部２０は、第２電極４２によって支持されている。

なお、第２電極４２は、第１抵抗発熱部１０よりも低段の位置で第２抵抗発熱部２０を支持するため、第２電極４２の上端は、第１電極４１の上端よりも、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０との高低差だけ下に位置している。

ここで、各第１電極４１は、第２抵抗発熱部２０及び第２電極４２と干渉しない位置に配置されている（図４参照）。よって、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とが短絡してしまうことを抑制することができる。

気相成長装置１００は、更に、ハウジング８３を有している。ハウジング８３は、加熱効率を向上させるために第１及び第２抵抗発熱部１０、２０に相対して設置された反射板としての機能を有する。ハウジング８３は、ドーナツ状の平面形状に形成され、且つ、上向きに開口した受け皿形状に形成されている。ハウジング８３は、サセプタ３０の下方、且つ、連結部材８２の上方に配置されている。ハウジング８３の内部には、第１抵抗発熱部１０と、第２抵抗発熱部２０と、第１電極４１の上部と、第２電極４２の上部と、が配置されている。

図６に示すように、ハウジング８３の底板には、複数の貫通穴８３ａが形成されており、各貫通穴８３ａは、第１電極４１又は第２電極４２のうちの１つずつと対応している。

各第１電極４１は、ハウジング８３の貫通穴８３ａを貫通して、ハウジング８３の底板よりも上方に突出している。上記のように第１電極４１の外面には雄ネジが形成されており、ハウジング８３の底板の下側及び上側の各々において、第１電極４１に対してナット８７が螺合している。これらナット８７を互いに近づく方向に締結することにより、第１電極４１がハウジング８３に対して固定されている。なお、各ナット８７とハウジング８３との間には、それぞれフランジ形状の絶縁部材８６が介装されており、第１電極４１及びナット８７と、ハウジング８３とが、相互に絶縁されている。すなわち、各第１電極４１における連結部材８２よりも上側の部分は、ハウジング８３の底板に対して、絶縁状態で固定されている。

同様に、各第２電極４２における連結部材８２よりも上側の部分は、ハウジング８３に対して絶縁状態で固定されている。

これにより、ハウジング８３は、連結部材８２よりも上方において、複数の第１電極４１及び複数の第２電極４２により支持されている。

第１電力供給部７１は、第１電極４１と対応する金属棒８１に対して電流を供給する。この電流は、金属棒８１、連結部材８２及び第１電極４１をこの順に通して、第１抵抗発熱部１０の各第１屈曲部（第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３の各々）に導入される。
同様に、第２電力供給部７２は、第２電極４２と対応する金属棒８１に対して電流を供給する。この電流は、金属棒８１、連結部材８２及び第２電極４２をこの順に通して、第２抵抗発熱部２０の第２屈曲部２１に導入される。

なお、以上において、第１抵抗発熱部１０、第２抵抗発熱部２０、第１電極４１、第２電極４２、第１電力供給部７１及び第２電力供給部７２等により、実施形態に係る気相成長用加熱装置１５０が構成される。

図２において、第１抵抗発熱部１０の配置領域のうちハッチングで示される空白部の面積割合は約２８％である。これに対し、図４において、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の配置領域のうちハッチングで示される空白部の面積割合は、僅か３％程度である。これにより、本実施形態では、サセプタ３０を加熱する能力を飛躍的に向上することができる。
ここで、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の配置領域とは、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を最短距離で囲む１つの閉ループ曲線（例えば、図４に示すほぼ円形の曲線１２０）の内側の領域を意味する。このように、本実施形態では、第１抵抗発熱部１０に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を最短距離で囲む１つの閉ループ曲線の内側の面積の９０％以上（具体的には、約９７％）に、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０との少なくとも一方が配置されている。

以上のような実施形態によれば、気相成長装置１００は、サセプタ３０に対して対向する第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部１０と、第１の面に対して対向し且つ第１の面よりもサセプタ３０から遠い第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部２０と、を有する。そして、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が、第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置している。すなわち、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とが互いに相補的に配置されており、第１抵抗発熱部１０の空白部の少なくとも一部分に、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が位置している。よって、気相成長装置１００のサセプタ３０と対向する領域における極力多くの領域に、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とのうちの少なくとも一方を配置することができるので、サセプタ３０と対向する領域における非加熱領域を極力低減することができる。よって、気相成長装置１００のサセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

また、サセプタ３０を所定の温度に加熱する場合には、１段の抵抗発熱部のみを有する（従って多くの空白部が存在する）場合と比べて、抵抗発熱部（第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０）の温度を低下させることができる。よって、特に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を高温で使用する場合における第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の耐久性を向上させることができる。なぜなら、加熱温度が高温であればあるほど、少しの温度変化により第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の耐久性が大きく変化するためである。

また、気相成長装置１００のサセプタ３０と対向する領域における極力多くの領域に、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とのうちの少なくとも一方を配置することができることから、サセプタ３０の加熱をより均一に行うことができる。よって、基板５０上への堆積物の成長をより設計通りに行うことができる。
なお、第２抵抗発熱部２０は、第１電極４１が通過する部分を避けた形状に形成されており、第１電極４１が通過する部分には第２抵抗発熱部２０が存在せず隙間が生じるが、サセプタ３０を回転させながら気相成長を行うので、その隙間による影響は限定的なものとすることができる。

また、第１の方向に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０を見たときの形状と、第１の方向に対する直交方向に第２抵抗発熱部２０を見たときの形状とが互いに異なることにより、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とを容易に相補的に配置することができる。よって、容易に、サセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

また、第１の方向に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、隣り合う第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第２弧状部の少なくとも一部分が配置されている構造を採用することにより、確実に非加熱領域を低減し、サセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

特に、第１の方向に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、隣り合う第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第２弧状部の幅方向中心が配置されている構造を採用することにより、効率的に非加熱領域を低減し、サセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

同様に、第１の方向に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、隣り合う第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第１弧状部の少なくとも一部分が配置されている構造を採用することにより、確実に非加熱領域を低減し、サセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

特に、第１の方向に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、隣り合う第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの第１弧状部の幅方向中心が配置されている構造を採用することにより、効率的に非加熱領域を低減し、サセプタ３０を加熱する能力を向上することができる。

また、気相成長装置１００が、第１抵抗発熱部１０に電力を供給する第１電力供給部７１と、第２抵抗発熱部２０に電力を供給する第２電力供給部７２とを有することにより、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とをそれぞれ異なる発熱温度に設定することが可能である。特に、第１抵抗発熱部１０の第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３と、第２抵抗発熱部２０の第２屈曲部２１とをそれぞれ異なる発熱温度に設定することにより、サセプタ３０の温度分布を均一に制御することができる。

また、各第１屈曲部（第１部分１１、第２部分１２、第３部分１３）の両端部は、第１電極４１によりそれぞれ支持され、第２屈曲部２１の両端部は、第２電極４２によりそれぞれ支持され、第１電極４１は、第２抵抗発熱部２０及び第２電極４２と干渉しない位置に配置されている。よって、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とが短絡してしまうことを抑制することができる。

なお、上記においては、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０との平面形状が互いに異なる例を説明したが、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とを互いに同形状に形成し、且つ、第１の面に対する直交方向に第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を見たときに、第２抵抗発熱部２０の少なくとも一部分が第１抵抗発熱部１０とは異なる領域に位置するように、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０を配置しても良い。

上記においては、気相成長装置１００及び気相成長用加熱装置１５０がそれぞれ第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０の２枚の（２段の）抵抗発熱部を有する例を説明したが、この例に限らず、相補的に配置された３枚以上の（３段以上の）抵抗発熱部を有していても良い。

上記においては、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０が、円状の部分と同心半円状の部分とからなる例を説明したが、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０は、渦巻き形状やクランク形状の部分を含んで構成されていても良い。

上記においては、第１抵抗発熱部１０が複数の第１屈曲部（第１部分１１、第２部分１２及び第３部分１３）を含む例を説明したが、第１抵抗発熱部１０は１つだけの第１屈曲部を含んでいても良い。すなわち、第１抵抗発熱部１０の全体が一筆書き形状であっても良い。

上記においては、第２抵抗発熱部２０の全体が一筆書き形状である例を説明したが、第２抵抗発熱部２０が一筆書き形状に屈曲した複数の第２屈曲部を含んで構成されていても良い。

また、上記においては、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０が、二次元的に屈曲する線状のパターンからなるプレート形状に形成された、平板ヒータである例を説明したが、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とのうちの少なくとも一方は、コイル形状に形成されたコイルヒータであっても良い。第１抵抗発熱部１０（又は第２抵抗発熱部２０）がコイルヒータの場合、第１抵抗発熱部１０（又は第２抵抗発熱部２０）は、その中心軸が第１の面（又は第２の面）に沿って延在する。そして、上記の実施形態と同様に、第１抵抗発熱部１０と第２抵抗発熱部２０とを相補的に配置することによって、上記の実施形態と同様の効果が得られる。

また、上記においては、サセプタ３０により保持された状態の基板５０の上面に対して原料ガスをダウンフローで供給する場合に、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０がサセプタ３０の下方に配置されている例を説明したが、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０とサセプタ３０との位置関係は、この例に限らない。例えば、第１抵抗発熱部１０及び第２抵抗発熱部２０をサセプタの上方に配置し、且つ、サセプタにより保持された状態の基板の下面に対して原料ガスをアップフローで供給するようにしても良い。

１０ 第１抵抗発熱部
１１ 第１部分
１１ａ パターン
１１ｂ パターン
１１ｃ パターン
１２ 第２部分
１２ａ パターン
１２ｂ パターン
１２ｃ パターン
１３ 第３部分
１３ａ パターン
１９ 固定穴
２０ 第２抵抗発熱部
２１ 第２屈曲部
２１ａ パターン
２１ｂ パターン
２１ｃ パターン
２９ 固定穴
３０ サセプタ
３１ 基板載置用ポケット
４１ 第１電極
４１ａ 止着穴
４２ 第２電極
５０ 基板
６０ 回転軸部
７１ 第１電力供給部
７２ 第２電力供給部
８１ 金属棒
８２ 連結部材
８３ ハウジング
８３ａ 貫通穴
８５ 止着部材
８６ 絶縁部材
８７ ナット
８８ ナット
１００ 気相成長装置
１１０ チャンバ
１１１、１１２ 原料ガス供給配管
１１３ ガス分散部材
１１３ａ ガス導出口
１１４ 排気管
１５０ 気相成長用加熱装置

Claims (10)

1. 基板の少なくとも一方の面に気相成長により堆積物を形成可能なように前記基板を支持する盤状のサセプタと、
   前記サセプタに対して対向する第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部と、
   前記第１の面に対して対向し且つ前記第１の面よりも前記サセプタから遠い第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部と、
   を有し、
   前記第１の面に対する直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、前記第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が、前記第１抵抗発熱部とは異なる領域に位置する気相成長装置。
2. 前記直交方向に前記第１抵抗発熱部を見たときの形状と、前記直交方向に前記第２抵抗発熱部を見たときの形状とが互いに異なる請求項１に記載の気相成長装置。
3. 前記第１抵抗発熱部は、前記直交方向に前記第１抵抗発熱部を見たときの形状が同心半円状又は同心円状の複数の第１弧状部を含み、
   前記第２抵抗発熱部は、前記直交方向に前記第２抵抗発熱部を見たときの形状が同心半円状又は同心円状の複数の第２弧状部を含み、
   前記直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、隣り合う前記第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの前記第２弧状部の少なくとも一部分が配置されている請求項１又は２に記載の気相成長装置。
4. 前記直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、隣り合う前記第１弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの前記第２弧状部の幅方向中心が配置されている請求項３に記載の気相成長装置。
5. 前記第１抵抗発熱部は、前記直交方向に前記第１抵抗発熱部を見たときの形状が同心半円状又は同心円状の複数の第１弧状部を含み、
   前記第２抵抗発熱部は、前記直交方向に前記第２抵抗発熱部を見たときの形状が同心半円状又は同心円状の複数の第２弧状部を含み、
   前記直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、隣り合う前記第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの前記第１弧状部の少なくとも一部分が配置されている請求項１乃至４の何れか一項に記載の気相成長装置。
6. 前記直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、隣り合う前記第２弧状部同士の間の弧状の隙間に、何れかの前記第１弧状部の幅方向中心が配置されている請求項５に記載の気相成長装置。
7. 前記直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を最短距離で囲む１つの閉ループ曲線の内側の面積の９０％以上に、前記第１抵抗発熱部と前記第２抵抗発熱部との少なくとも一方が配置されている請求項１乃至６の何れか一項に記載の気相成長装置。
8. 前記第１抵抗発熱部に電力を供給する第１電力供給部と、
   前記第２抵抗発熱部に電力を供給する第２電力供給部と、
   を更に有する請求項１乃至７の何れか一項に記載の気相成長装置。
9. 前記第１抵抗発熱部は、前記第１の面に沿って延在し且つ一筆書き形状に屈曲した１つ又は複数の第１屈曲部を含み、
   前記第２抵抗発熱部は、前記第２の面に沿って延在し且つ一筆書き形状に屈曲した１つ又は複数の第２屈曲部を含み、
   各第１屈曲部の両端部は、前記第２抵抗発熱部を基準として前記第１抵抗発熱部とは反対側から前記第１抵抗発熱部に向けて突出している第１電極によりそれぞれ支持され、
   前記第１電力供給部は、前記第１電極から、前記第１抵抗発熱部に対して電力を供給し、
   各第２屈曲部の両端部は、前記第２抵抗発熱部を基準として前記第１抵抗発熱部とは反対側から前記第２抵抗発熱部に向けて突出している第２電極によりそれぞれ支持され、
   前記第２電力供給部は、前記第２電極から、前記第２抵抗発熱部に対して電力を供給し、
   前記第１電極は、前記第２抵抗発熱部及び前記第２電極と干渉しない位置に配置されている請求項８に記載の気相成長装置。
10. 第１の面に沿って延在する第１抵抗発熱部と、
    前記第１の面に対して対向する第２の面に沿って延在する第２抵抗発熱部と、
    を有し、
    前記第１の面に対する直交方向に前記第１抵抗発熱部及び前記第２抵抗発熱部を見たときに、前記第２抵抗発熱部の少なくとも一部分が、前記第１抵抗発熱部とは異なる領域に位置する気相成長用加熱装置。

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