JP2014060195A - 気相成長装置及び気相成長用加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コイル状の電熱線を有する気相成長装置及び気相成長用加熱装置の信頼性を向上する。
【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と、サセプタを加熱する加熱部と、を有する。加熱部は、コイル形状の電熱線１０と、電熱線１０の端部１２が接続された棒状電極４０と、棒状電極４０を介して電熱線１０に電力を供給する電力供給部と、を有する。電熱線１０の軸は、サセプタと対向する面内において延在している。棒状電極４０は、電熱線１０の端部１２が接続されている部分である第１部分４１と、電力供給部から電力が供給される部分である第２部分４２と、を含み、第１部分４１がサセプタと対向する上記面内において延在し、第２部分４２が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている。
【選択図】図２

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の図５に記載されているように、コイル形状の電熱線を有するタイプのものがある。コイル形状の電熱線の端部は、電極（同文献の端子）に固定されており、電極から電熱線に電力が供給されることによって、電熱線が発熱する。

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、このような電熱線と対向して配置されている（例えば、電熱線の上方にサセプタが配置されている）。そして、電熱線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２００５−６３６９１号公報

本発明者の知見によれば、コイル形状の電熱線は、その端部すなわち電極との接続部近傍の屈曲部において、断線や部分的な短絡を生じる場合がある。このため、コイル形状の電熱線を有するタイプの気相成長装置及び気相成長用加熱装置は、信頼性の面で改善の余地がある。

本発明の目的は、コイル形状の電熱線を有する気相成長装置及び気相成長用加熱装置の信頼性を向上することである。

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、
前記サセプタを加熱する加熱部と、
を有し、
前記加熱部は、
コイル形状の電熱線と、
前記電熱線の端部が接続された棒状電極と、
前記棒状電極を介して前記電熱線に電力を供給する電力供給部と、
を有し、
前記電熱線の軸は、前記サセプタと対向する面内において延在し、
前記棒状電極は、前記電熱線の前記端部が接続されている部分である第１部分と、前記電力供給部から電力が供給される部分である第２部分と、を含み、
前記棒状電極は、前記第１部分が前記サセプタと対向する前記面内において延在し、前記第２部分が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている気相成長装置を提供する。

この気相成長装置によれば、コイル形状の電熱線と、電熱線の端部が接続された棒状電極と、を有している。なお、コイル形状の電熱線は、そのコイル形状における軸の延在方向において連続的に繋がっている複数の巻回部を有していると言える。棒状電極は、電熱線の端部が接続されている部分である第１部分と、電力供給部から電力が供給される部分である第２部分と、を含む。棒状電極は、第１部分がサセプタと対向する面内において延在し、第２部分が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている。
よって、電熱線の端部及び電熱線において当該端部に隣接する部分（隣接部）を、サセプタと対向する面に対する交差方向へ曲げることなく、電熱線の端部を棒状電極の第１部分に接続することができる。すなわち、電熱線の端部の軸及び電熱線における上記隣接部の軸を極力曲げずに、電熱線の端部を棒状電極の第１部分に接続することができる。よって、電熱線の隣り合う巻回部どうしの間隔（すなわち巻回ピッチ）をほぼ一定の間隔に維持しながら、電熱線の端部を棒状電極の第１部分に接続することができる。
これにより、電熱線の端部及びその近傍における局所的な過熱を抑制できることから、電熱線の端部及びその近傍における電熱線の断線の発生を抑制できる。また、電熱線の端部及びその近傍における局所的な短絡の発生も抑制できる。
このように、本発明によれば、コイル形状の電熱線を有する気相成長装置及び気相成長用加熱装置の信頼性を向上することができる。

また、本発明は、コイル形状の電熱線と、
前記電熱線の端部が接続された棒状電極と、
前記棒状電極を介して前記電熱線に電力を供給する電力供給部と、
を有し、
前記電熱線の軸は、一の面内において延在し、
前記棒状電極は、前記電熱線の前記端部が接続されている部分である第１部分と、前記電力供給部から電力が供給される部分である第２部分と、を含み、
前記棒状電極は、前記第１部分が前記一の面内において延在し、前記第２部分が当該一の面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている気相成長用加熱装置を提供する。

本発明によれば、コイル形状の電熱線を有する気相成長装置及び気相成長用加熱装置の信頼性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電熱線の固定構造を説明するための側面図であり、このうち図２（ａ）は電熱線を取り付けていない状態の棒状電極を示し、図２（ｂ）は棒状電極に電熱線を取り付けた状態を示す。 実施形態に係る気相成長装置のサセプタ等を示す平面図である。 実施形態に係る気相成長装置の電熱線及び棒状電極を示す平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ棒状電極の変形例を示す側面図である。 比較例に係る気相成長装置の加熱部の構成を示す斜視図である。 比較例に係る気相成長装置の電熱線の固定構造を示す側面図である。 比較例に係る気相成長装置の電熱線の固定構造を説明するための側面図であり、このうち図８（ａ）は電熱線を取り付けていない状態の棒状電極を示し、図８（ｂ）は棒状電極に電熱線を取り付けた状態を示す。

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（電力供給部７０）についてはブロック図で示している。
図２は気相成長装置１００の電熱線１０の固定構造を説明するための側面図であり、このうち図２（ａ）は電熱線１０を取り付けていない状態の棒状電極４０を示し、（ｂ）は棒状電極４０に電熱線１０を取り付けた状態を示す。
図３は気相成長装置１００のサセプタ３０等を示す平面図である。
図４は電熱線１０及び棒状電極４０を示す平面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ棒状電極４０の変形例を示す側面図である。

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、サセプタ３０を加熱する加熱部２０と、を有する。加熱部２０は、コイル形状の電熱線１０と、電熱線１０の端部１２が接続された棒状電極４０と、棒状電極４０を介して電熱線１０に電力を供給する電力供給部７０と、を有する。電熱線１０の軸は、サセプタ３０と対向する面（例えば、図１に示す平面９０）内において延在している。棒状電極４０は、電熱線１０の端部１２が接続されている部分である第１部分４１と、電力供給部７０から電力が供給される部分である第２部分４２と、を含む。棒状電極４０は、第１部分４１がサセプタ３０と対向する上記面内において延在し、第２部分４２が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている。
また、本実施形態に係る気相成長用加熱装置１５０は、コイル形状の電熱線１０と、電熱線１０の端部１２が接続された棒状電極４０と、棒状電極４０を介して電熱線１０に電力を供給する電力供給部７０と、を有する。電熱線１０の軸は、一の面（例えば、図１に示す平面９０）内において延在している。棒状電極４０は、電熱線１０の端部１２が接続されている部分である第１部分４１と、電力供給部７０から電力が供給される部分である第２部分４２と、を含む。棒状電極４０は、第１部分４１が一の面内において延在し、第２部分４２が当該一の面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている。
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３）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３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の底面よりも下方に突出している。このように、回転軸部６０は、上下方向に延在するように配置されている。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。

電熱線１０は、サセプタ３０の下方に配置されている。電熱線１０は、コイル形状に形成されている。すなわち、電熱線１０は、導電性の線材１１（図４）をコイル状（螺旋状に）に巻回することによって構成されている。

コイル形状の電熱線１０を構成する線材１１は、そのコイル形状における軸１０ａ（図４）の延在方向において連続的に繋がっている複数の巻回部１１ａを有している。巻回部１１ａは、線材１１における一巻きずつの部分である。軸１０ａは電熱線１０の中心軸である。すなわち軸１０ａは個々の巻回部１１ａの中心を順次通過している。軸１０ａは電熱線１０の軸である。

電熱線１０の軸１０ａは、サセプタ３０と対向する面内において延在している。本実施形態では、例えば、軸１０ａは、サセプタ３０と対向する仮想的な平面９０（図１）内において延在するものとする。平面９０は、例えば、サセプタ３０と平行な平面である。

例えば、図４に示すように、電熱線１０の軸１０ａは、平面９０内において屈曲している。換言すれば、軸１０ａは、平面視において屈曲している。ただし、軸１０ａは、平面９０に対する交差方向には屈曲していない（実質的に屈曲していない）ものとする。すなわち、電熱線１０の軸１０ａは、二次元的には屈曲しているが、三次元的には屈曲していない（実質的に屈曲していない）。
より具体的には、例えば、軸１０ａは、平面９０内において渦巻き状に延在している。換言すれば、軸１０ａは、平面視において渦巻き状に延在している。なお、軸１０ａの屈曲は、緩やかな屈曲に限られているものとし、軸１０ａには、局所的に急激に屈曲した部分は存在しないものとする。

電力供給部７０は、棒状電極４０を介して電熱線１０に電力を供給する。電熱線１０は、電力供給部７０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、電力供給部７０は、棒状電極４０を介して電熱線１０に対して電流を印加し、電熱線１０を発熱させる。電熱線１０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、電熱線１０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。

電熱線１０は、当該電熱線１０に対する電力の供給（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、コイル形状への加工が容易で、かつより高温（例えば１６００℃以上など）での気相成長を実現する上で、電熱線１０は、タングステン（Ｗ）等の金属により構成することが好ましい。

図２（ａ）に示すように、棒状電極４０は、例えば、第１部分４１と、第２部分４２と、屈曲部４３と、を有している。屈曲部４３は、第１部分４１と第２部分４２との間に位置する屈曲した形状の部分である。第１部分４１及び第２部分４２は、それぞれ直線状に延在している。第１部分４１の一端が屈曲部４３の一端に対して繋がっており、屈曲部４３の他端が第２部分４２の一端に対して繋がっている。

第１部分４１は、電熱線１０の端部１２が接続される部分である。第１部分４１は、サセプタ３０と対向する平面９０内において延在している。

第２部分４２は、電力供給部７０から電力が供給される部分である。図１に示すように、第２部分４２は、平面９０に対して交差する方向に延在している。
本実施形態の場合、例えば、第１部分４１（の延在方向）と第２部分４２（の延在方向）とは互いに直交している。従って、第２部分４２は、平面９０に対して直交する方向に延在している。すなわち、第２部分４２は、その長手方向が上下方向に延在している。

棒状電極４０は、例えば、大径部４０ａと、大径部よりも小径の小径部４０ｂと、を有している。例えば、小径部４０ｂに第２部分４２が形成され、大径部４０ａに第１部分４１及び屈曲部４３が形成されている。

図１に示すように、第２部分４２は、サセプタ３０と対向する平面９０より、サセプタ３０から遠ざかる方向に伸びている。

例えば、チャンバ１１０内に電流を導入するための複数の（例えば一対の）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、各棒状電極４０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、電熱線１０の下方に位置している。

棒状電極４０は、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及び棒状電極４０は、一体の導体として組み立てられている。連結部材８２と棒状電極４０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、棒状電極４０の第２部分４２の下端部は、連結部材８２を上下に貫通している。また、棒状電極４０の第２部分４２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、棒状電極４０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、棒状電極４０が連結部材８２に対して固定されている。

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電熱線１０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、電熱線１０が、水平に且つ渦巻き形状に配置されている。

棒状電極４０の第２部分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を貫通しており、屈曲部４３及び第１部分４１は、ハウジング８３の底板よりも上方に位置している。

また、棒状電極４０の第２部分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を支持している。すなわち、第２部分４２には、ナット８８よりも上側においてナット８７が螺合しており、このナット８７によって、ハウジング８３が支持されている。なお、ナット８７とハウジング８３との間には、フランジ形状の絶縁部材８６が介装されており、棒状電極４０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、棒状電極４０の第２部分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の底板を、絶縁状態で支持している。
また、絶縁部材８６は、ハウジング８３の底板の上面側にも配置されている。この絶縁部材８６は、棒状電極４０の大径部４０ａと小径部４０ｂとの境界に位置する下向きの段差面（図２参照）と、ハウジング８３の底板との間に介装されており、棒状電極４０とハウジング８３とを相互に絶縁している。

ハウジング８３の底板には、それぞれ絶縁材料からなるプレート形状の複数の支持部材８４が立設されており、これら支持部材８４によって電熱線１０が複数箇所において絶縁状態で支持されている。

第１部分４１は、上記のように、平面９０内において延在している。すなわち、第１部分４１は、その長手方向が水平方向に延在している。

図４に示すように、電熱線１０の端部１２に第１部分４１が挿入されることによって、端部１２が第１部分４１に固定されている。より具体的には、例えば、第１部分４１は雄ネジ形状に形成された雄ネジ部４１ａを有しており、雄ネジ部４１ａと端部１２とが螺合することによって、端部１２が第１部分４１に固定されている。なお、雄ネジ部４１ａは、第１部分４１に形成されているため、棒状電極４０における屈曲部４３よりも先端側の部分に雄ネジ部４１ａが形成されていると言える。

棒状電極４０は、電力供給部７０からの電力を電熱線１０に供給可能な導電性を有し、かつ電熱線１０を所定の位置に保持するための十分な強度を有するものであれば、材質は問わない。ただし、より高温での気相成長（例えば電熱線１０を１６００℃以上に発熱させた状態での気相成長）を実現する上で、棒状電極４０は、タングステンやモリブデン合金などの高融点金属により構成することが好ましい。

更に、棒状電極４０は、必ずしもその全体を一体の金属により構成する必要は無く、例えば、棒状電極４０において比較的低温に維持される基端側の部分（第２部分４２）をモリブデンにより構成し、棒状電極４０における先端側の部分（屈曲部４３及び第１部分４１）をタングステンもしくはモリブデン合金により構成し、棒状電極４０における基端側の部分と棒状電極４０における先端側の部分とを相互にねじ固定しても良い。

棒状電極４０における基端側の部分と先端側の部分とを相互にねじ固定する態様としては、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）にそれぞれ示すものが挙げられる。

このうち図５（ａ）に示す態様では、例えば、大径部４０ａと小径部４０ｂとが相互に別体に形成され、このうち一方（例えば小径部４０ｂ）には雄ネジ４４が、他方（例えば大径部４０ａ）には、雄ネジ４４と螺合する雌ネジ４５が、それぞれ形成されている。そして、雄ネジ４４と雌ネジ４５とを螺合させることにより、図２（ａ）に示すものと同様の外形形状の棒状電極４０が構成されている。

一方、図５（ｂ）に示す態様では、第１部分４１と第２部分４２とが相互に別体に形成されている。第１部分４１は、図２（ａ）に示すものと同様の雄ネジ部４１ａと、雄ネジ部４１ａよりも小径の第２雄ネジ部４１ｂと、を互いに同軸の配置で有している。第２部分４２は、棒状の本体軸部４２ａと、この本体軸部４２ａの一端（図５（ｂ）において上端）に形成された固定部４２ｂと、を有している。固定部４２ｂには、貫通穴４２ｃが形成されている。貫通穴４２ｃは、本体軸部４２ａの長手方向に対して直交する方向に固定部４２ｂを貫通している。この貫通穴４２ｃに対して第２雄ネジ部４１ｂが差し込まれ、且つ、第２雄ネジ部４１ｂとナット４７とが螺合している。雄ネジ部４１ａの端面（雄ネジ部４１ａと第２雄ネジ部４１ｂとの境界の段差面）とナット４７とにより固定部４２ｂが挟み込まれるように、ナット４７が締結されている。これにより、第１部分４１と第２部分４２とが相互に固定され、且つ、第１部分４１の延在方向と第２部分４２の延在方向とが相互に直交している。
図５（ｂ）に示す態様の棒状電極４０は、屈曲部４３を有しておらず、２つの直線状の棒状部（第１部分４１及び第２部分４２）からなる。

なお、気相成長装置１００は、一対の棒状電極４０を有し、電熱線１０の両端部の各々が、それぞれ対応する棒状電極４０に固定されている。

電力供給部７０は、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、棒状電極４０の第２部分４２、棒状電極４０の屈曲部４３及び棒状電極４０の第１部分４１をこの順に通して、電熱線１０に導入される。すなわち、電力供給部７０からの電力は、棒状電極４０の第２部分４２に対して、間接的に供給される。

以上において、電熱線１０、棒状電極４０及び電力供給部７０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。

次に、比較例に係る気相成長装置の加熱部について説明する。

図６は比較例に係る気相成長装置の加熱部の構成を示す斜視図である。なお、図６では、電熱線３１０を模式的に線状に記載しているが、電熱線３１０は、実施形態に係る気相成長装置１００における電熱線１０と同様に、その全体がコイル形状に形成されている。図７は比較例に係る気相成長装置の電熱線３１０の固定構造を示す側面図である。図８は比較例に係る気相成長装置の電熱線３１０の固定構造を説明するための側面図であり、このうち図８（ａ）は電熱線３１０を取り付けていない状態の棒状電極３４０を示し、図８（ｂ）は棒状電極３４０に電熱線３１０を取り付けた状態を示す。

図６に示すように、比較例の場合、実施形態に係る気相成長装置１００と同様に、電熱線３１０の軸が水平面内において渦巻き状或いは同心円状などの形状に屈曲している。ただし、電熱線３１０の端部において、電熱線３１０の軸が下方に向けて屈曲している。電熱線３１０の端部は、屈曲部３１３において９０°屈曲している。

図８（ａ）に示すように、比較例の場合、棒状電極４０が直線状に形成されており、その先端に雄ネジ部３４０ａが形成されている。
そして、図８（ｂ）及び図７に示すように、電熱線３１０における屈曲部３１３よりも先端側の部分３１２が、雄ネジ部３４０ａに螺入されることによって棒状電極３４０に固定されている。

比較例の場合、電熱線３１０が屈曲部３１３において局所的に急激な屈曲している。このため、屈曲部３１３における内側（インコース側）部分と外側（アウトコース側）部分とで、コイルの巻回部３１０ａどうしの間隔（巻回ピッチ）が大きく異なる。すなわち、図８（ｂ）に示すように、インコース側では巻回部３１０ａどうしの間隔が小さい。このため、屈曲部３１３のインコース側において熱が逃げにくくなり、局所的な高温部が生じやすい。その結果、気相成長時の温度条件によっては、屈曲部３１３のインコース側或いはその近傍において電熱線１０を構成する材料の蒸発が進み、電熱線３１０が早期に断線してしまう可能性がある。このため、電熱線３１０の耐久性の面で改善の余地がある。また、屈曲部３１３のインコース側において、局所的な短絡が生じる可能性もある。
これらにより、比較例の気相成長装置は、信頼性の面で改善の余地がある。

また、屈曲部３１３がスプリングバックにより直線状に復帰しようとするため、電熱線３１０の位置調整（具体的には、上下位置調整）が困難であるし、屈曲部３１３を無理に押さえ付けてその屈曲形状を維持させようとすると、屈曲部３１３が折損する可能性もある。
このため、比較例の気相成長装置では、電熱線３１０の設置が困難である。

また、電熱線３１０に急激な屈曲部３１３が存在する場合、電熱線３１０の発熱時に電熱線３１０を構成する線材が残留応力を逃がそうとして暴れやすいという問題もある。特に図６の屈曲部３１３は水平面内の円弧形状から鉛直方向に向けて３次元的な曲げになることから、加熱時に電熱線３１０が思わぬ方向に変形することがあり注意を要する。

また、電熱線３１０の屈曲部３１３は、棒状電極４０の屈曲部４３と比べて、長尺に構成する必要がある。コイル形状の電熱線３１０を短い距離であまりにも急激に屈曲させると、電熱線３１０の折損や巻回部３１０ａ同士の短絡が生じやすいためである。このため、比較例では、実施形態と比べて、棒状電極３４０及び電熱線３１０の設置領域の上下寸法が大きくなってしまう。この結果、チャンバの上下寸法が大きくなり、チャンバ内に無駄な空間が生じる。これにより、チャンバ内において対流が起きやすくなるため、チャンバ内でのガスの流れに悪影響が生じて、基板上に形成される膜の膜厚分布の悪化を招いてしまう。また、チャンバ１１０が上下に伸びて内壁の面積が増加すると、チャンバ１１０が吸収する輻射熱量が増加する。このため、サセプタ３０をある目標温度に加熱し、その温度で安定させるためには、電熱線３１０をより高温まで昇温する必要が生じるので、消費電力の増加を招くとともに電熱線３１０の耐久性を低下させることになる。

なお、このような比較例と同様の加熱部を有する気相成長装置としては、下記のものがある。
メーカ名：トーマス・スワン（Ｔｈｏｍａｓ Ｓｗａｎ）
モデル名： ＣＳ１２０２６／２
装置（リアクタ）のタイプ： ＣＣＳ−ＭＯＣＶＤ（ＣＣＳ：Ｃｌｏｓｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｓｈｏｗｅｒｈｅａｄ）

一方、本実施形態の場合、電熱線１０の軸１０ａには、局所的に急激に屈曲した部分がない。このため、軸１０ａの延在方向において、隣り合う巻回部１１ａどうしの間隔（巻回ピッチ）をほぼ一定にすることができる。その結果、電熱線１０に局所的な高温部が生じにくくすることができるので、電熱線１０の耐久性を向上することができる。また、同時に、隣り合う巻回部１１ａどうしの短絡の発生も抑制することができる。
よって、気相成長装置１００の信頼性を向上することができる。

また、電熱線１０の軸１０ａは、平面内において緩やかに屈曲しているに過ぎないため、電熱線１０の設置を容易に行うことができるし、電熱線１０の発熱時に線材１１が暴れてしまうことも抑制できる。

更に、棒状電極４０の屈曲部４３は、電熱線３１０の屈曲部３１３と比べて、短く構成することができる。このため、本実施形態では、比較例と比べて、棒状電極４０及び電熱線１０の設置領域の上下寸法を小さくすることができるので、チャンバの上下寸法も小さくすることができ、チャンバ内における無駄な空間を低減できる。また、チャンバ内において対流を抑制できるので、基板５０上に形成される膜の膜厚分布を良好にできる。

以上のような実施形態によれば、コイル形状の電熱線１０と、電熱線１０の端部１２が接続された棒状電極４０と、を有している。棒状電極４０は、電熱線１０の端部１２が接続されている部分である第１部分４１と、電力供給部７０から電力が供給される部分である第２部分４２と、を含む。棒状電極４０は、第１部分４１がサセプタ３０と対向する面（例えば平面９０）内において延在し、第２部分４２が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている。
よって、電熱線１０の端部１２及び電熱線１０において端部１２に隣接する部分である隣接部１３を、サセプタ３０と対向する面に対する交差方向へ曲げることなく、端部１２を第１部分４１に接続することができる。すなわち、端部１２における軸１０ａ及び隣接部１３における軸１０ａを極力曲げずに、端部１２を第１部分４１に接続することができる。よって、電熱線１０の隣り合う巻回部１１ａどうしの間隔（すなわち巻回ピッチ）をほぼ一定の間隔に維持しながら、端部１２を第１部分４１に接続することができる。
つまり、コイル形状の電熱線３１０を、サセプタ３０と対向する面に対する交差方向へ曲げる代わりに、棒状電極４０を屈曲させた構成とすることができる。
これにより、電熱線１０の端部１２及びその近傍において、隣り合う巻回部１１ａどうしの間隔をほぼ一定にできるため、電熱線１０の端部１２及びその近傍における局所的な過熱を抑制できる。よって、電熱線１０の端部及びその近傍における断線の発生を抑制できる。また、電熱線１０の端部１２及びその近傍における局所的な短絡の発生も抑制できる。
よって、コイル形状の電熱線１０を有する気相成長装置１００及び気相成長用加熱装置１５０の信頼性を向上することができる。

棒状電極４０の第２部分４２は、サセプタ３０と対向する面より、サセプタ３０から遠ざかる方向に伸びている。これにより、棒状電極４０に対する電力の入力端を、電熱線１０を基準としてサセプタ３０とは反対側に取り出すことができる。

棒状電極４０は、それぞれ直線状に延在する第１部分４１と第２部分４２との間に位置する屈曲部４３を有するので、棒状電極４０が局所的に屈曲した構成にでき、棒状電極４０の寸法を小型化できる。また、第１部分４１は、直線状に延在しているので、棒状電極４０と電熱線１０との接続を容易に行うことができる。また、第２部分４２は、直線状に延在しているので、棒状電極４０に対する電力の入力端と屈曲部４３とを無駄なく接続することができる。

また、電熱線１０の軸１０ａは、サセプタ３０と対向する平面９０内において屈曲し、且つ、平面９０に対して交差する方向には屈曲していない。すなわち、軸１０ａが３次元的には屈曲していない構成となっている。これにより、電熱線１０における局所的な過熱、暴れ及び短絡をより一層抑制することができるとともに、電熱線１０の設置がより容易になる。

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１本の電熱線１０を有する例を説明したが、気相成長装置１００及び気相成長用加熱装置１５０は複数本の電熱線を有していても良い。

また、サセプタ３０と対向する面内における電熱線１０の軸１０ａの屈曲の仕方は、上述したような渦巻き状の屈曲に限らず、例えば、クランク状の屈曲や、円弧状の屈曲であっても良い。

また、上記においては、サセプタ３０と対向する面として、平面９０を例示したが、平面に近い曲面であっても良い。また、サセプタ３０と対向する面として、サセプタ３０に対して平行に対向する平面９０を例示したが、サセプタ３０に対してほぼ平行に対向する面であっても良い。

１０ 電熱線
１０ａ 電熱線の軸
１１ 線材
１１ａ 巻回部
１２ 端部
１３ 隣接部
２０ 加熱部
３０ サセプタ
３１ 基板載置用ポケット
４０ 棒状電極
４０ａ 大径部
４０ｂ 小径部
４１ 第１部分
４１ａ 雄ネジ部
４１ｂ 第２雄ネジ部
４２ 第２部分
４２ａ 本体軸部
４２ｂ 固定部
４２ｃ 貫通穴
４３ 屈曲部
４４ 雄ネジ
４５ 雌ネジ
４７ ナット
５０ 基板
６０ 回転軸部
７０ 電力供給部
８１ 金属棒
８２ 連結部材
８３ ハウジング
８４ 支持部材
８６ 絶縁部材
８７ ナット
８８ ナット
９０ 平面（サセプタと対向する面、一の面）
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
３１０ 電熱線
３１０ａ 巻回部
３１２ 部分
３１３ 屈曲部
３４０ 棒状電極
３４０ａ 雄ネジ部

Claims (8)

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、
   前記サセプタを加熱する加熱部と、
   を有し、
   前記加熱部は、
   コイル形状の電熱線と、
   前記電熱線の端部が接続された棒状電極と、
   前記棒状電極を介して前記電熱線に電力を供給する電力供給部と、
   を有し、
   前記電熱線の軸は、前記サセプタと対向する面内において延在し、
   前記棒状電極は、前記電熱線の前記端部が接続されている部分である第１部分と、前記電力供給部から電力が供給される部分である第２部分と、を含み、
   前記棒状電極は、前記第１部分が前記サセプタと対向する前記面内において延在し、前記第２部分が当該面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている気相成長装置。
2. 前記第２部分は、前記サセプタと対向する前記面より、前記サセプタから遠ざかる方向に伸びている請求項１に記載の気相成長装置。
3. 前記第１部分と前記第２部分とが互いに直交している請求項１又は２に記載の気相成長装置。
4. 前記棒状電極は、前記第１部分と前記第２部分との間に位置する屈曲部を含み、
   前記第１部分及び前記第２部分は、それぞれ直線状に延在している請求項１に記載の気相成長装置。
5. 前記電熱線の前記端部に前記第１部分が挿入されることによって、当該端部が前記第１部分に固定されている請求項１に記載の気相成長装置。
6. 前記第１部分は雄ネジ形状に形成された雄ネジ部を有し、前記雄ネジ部と前記端部とが螺合することによって、当該端部が前記第１部分に固定されている請求項１に記載の気相成長装置。
7. 前記電熱線の軸は、前記面内において渦巻き状に延在している請求項１に記載の気相成長装置。
8. コイル形状の電熱線と、
   前記電熱線の端部が接続された棒状電極と、
   前記棒状電極を介して前記電熱線に電力を供給する電力供給部と、
   を有し、
   前記電熱線の軸は、一の面内において延在し、
   前記棒状電極は、前記電熱線の前記端部が接続されている部分である第１部分と、前記電力供給部から電力が供給される部分である第２部分と、を含み、
   前記棒状電極は、前記第１部分が前記一の面内において延在し、前記第２部分が当該一の面に対して交差する方向に延在するように、屈曲した形状に形成されている気相成長用加熱装置。

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