JP6253289B2 - 気相成長装置及び気相成長用加熱装置 - Google Patents
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Description
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、
を備え、
前記加熱部は、
互いに電気的に並列に接続された第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体と、
第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体の両端間に電流を印加する電力供給部と、
前記第1抵抗発熱体の両端間の中間に位置する第1結節点と、前記第2抵抗発熱体の両端間の中間に位置する第2結節点と、を相互に電気的に接続する接続導体と、
を有する気相成長装置を提供する。
互いに電気的に並列に接続された第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体と、
第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体の両端間に電流を印加する電力供給部と、
前記第1抵抗発熱体の両端間の中間に位置する第1結節点と、前記第2抵抗発熱体の両端間の中間に位置する第2結節点と、を相互に電気的に接続する接続導体と、
を有する気相成長用加熱装置を提供する。
図1は第1の実施形態に係る気相成長装置100の正面断面図である。図2は第1の実施形態に係る気相成長装置100のサセプタ30の平面図である。図3は第1の実施形態に係る気相成長装置100のヒータ10の上段の構造を示す平面図である。図4は第1の実施形態に係る気相成長装置100のヒータ10の下段の構造を示す平面図である。図5は第1の実施形態に係る気相成長装置100のヒータ10の抵抗発熱体11の構造の例を示す図であり、抵抗発熱体11の長手軸15に沿って切断した断面を示す。図6(a)および(b)は第1の実施形態に係る気相成長装置100の電極40の構造を示す図であり、このうち図6(a)は正面図、図6(b)は側面図である。なお、図6(a)は、図6(b)の矢印A方向に電極40を見た状態を示す。図7は第1の実施形態に係る気相成長装置100の電力導入部130の構造を示す正面断面図である。図8(a)および(b)は第1の実施形態に係る気相成長装置100のサポート部材120を示す図であり、このうち図8(a)は平面図、図8(b)は正面図である。図9は第1の実施形態に係る気相成長装置100の絶縁板20の一部分を示す平面図である。図10(a)および(b)は第1の実施形態に係る気相成長装置100のサポート部材120により抵抗発熱体11を支持した状態を示す図であり、このうち図10(a)は第1例を示し、図10(b)は第2例を示す。図11は第1の実施形態に係る気相成長装置100のヒータ10の一部分の等価回路を示す図である。
すなわち、抵抗発熱体(第1抵抗発熱体)11aと抵抗発熱体(第2抵抗発熱体)11dとは、サセプタ30の面直方向に抵抗発熱体11a及び抵抗発熱体11dを見たときに互いに重なり(図3、図4参照)、且つ、サセプタ30の面方向と平行に抵抗発熱体11a及び抵抗発熱体11dを見たときに互いに異なる位置に配置されている(図1参照)。
先ず、固定部材47を軸周りに回転させて、その第1部分47aを抵抗発熱体11の一端部に対して螺合させる。
次に、固定部材47の第2部分47bを固定穴41に差し込む。
次に、第2部分47bにおける先端部の部分にナット45を螺合させることにより、該ナット45によって、固定部材47を電極40に対して固定する。これにより、抵抗発熱体11も電極40に対して固定される。
このうち、内側端子部134、外側端子部136(内側端子部134を含む)、内管131および外管132は、それぞれ金属等の導電性の材料により構成されている。また、フランジ部材137も例えば金属等により構成されている。また、絶縁管135は、絶縁性の材料により構成されている。
挿通軸部124は本体部121よりも幅狭に形成された棒状の部分である。挿通軸部124は、本体部121の下端部に連接され、該本体部121から下方に延びている。
係止部125は、挿通軸部124に対して直交する方向に延びる棒状の部分である。
換言すれば、抵抗発熱体11aにおいて、隣り合う2つの結節点241の間の抵抗値(図11に示す抵抗値R1、R2、R3、R4、R5等)は、抵抗発熱体11dにおいて、この2つの結節点241とそれぞれサポート部材120を介して接続された2つの結節点242の間の抵抗値(図11に示す抵抗値R1、R2、R3、R4、R5等)と等しい。
なお、抵抗発熱体11aおよび抵抗発熱体11dの制作誤差(寸法誤差)によって、相互に接続される結節点241と結節点242との間に多少の電位差が生じていたとしても、結節点241と結節点242との間には微量の電流しか流れないため、実質的な問題は生じない。
すなわち、気相成長用加熱装置150は、第1抵抗発熱体(例えば抵抗発熱体11a)と、第1抵抗発熱体に対して電気的に並列に接続された第2抵抗発熱体(例えば抵抗発熱体11d)と、第1抵抗発熱体および第2抵抗発熱体に対して一括して電流を印加する電力供給部71と、を有する。
このような事情に対し、本実施形態では、ヒータ10の最外周においては、抵抗発熱体11aと抵抗発熱体11dとを上下に重ねて配置していることにより、ヒータ10の周縁部における加熱能力が、ヒータ10の中央部と比べて向上している。よって、サセプタ30上の基板50を均一に加熱することが可能である。
これに対し、本実施形態では、抵抗発熱体11aおよび抵抗発熱体11dの各々について電力供給部、電力導入部130、連結部材89等を個別に設けるのではなく、共通の電力供給部71、電力導入部130、連結部材89等から、2つの抵抗発熱体11a、11dに対し、一括して電流を供給する。これにより、気相成長装置100の電力供給部71等の省スペース化を実現することができている。
図12は第2の実施形態に係る気相成長装置100の抵抗発熱体11aの構造を示す図であり、抵抗発熱体11aの長手軸15に沿って切断した断面を示す。図13は第2の実施形態に係る気相成長装置100のヒータ10の一部分の等価回路を示す図である。本実施形態に係る気相成長装置100は、以下に説明する点で、上記の第1の実施形態に係る気相成長装置100と相違し、その他の点では、上記の第1の実施形態に係る気相成長装置100と同様に構成されている。
また、各電熱線12、13の両端間の抵抗値は、抵抗発熱体11dの両端間の抵抗値とも等しい。
また、並列となる電熱線の数が第1の実施形態よりも多いため、断線が生じた場合の温度変化を第1の実施形態よりも抑制することができる。
図14は第3の実施形態に係る気相成長装置100の抵抗発熱体11aの構造を示す図であり、抵抗発熱体11aの長手軸に沿って切断した断面を示す。本実施形態に係る気相成長装置100は、以下に説明する点で、上記の第2の実施形態に係る気相成長装置100と相違し、その他の点では、上記の第2の実施形態に係る気相成長装置100と同様に構成されている。
本実施例の場合、電熱線12、13は撚り線により構成されているので、電熱線12、13を構成する細線17のうちの何れかが断線した場合も、他の細線17を通して電流を流すことができる。このため、気相成長の途中で何れかの細線17に断線が生じたとしても、成長条件に大きな影響を与えることなく、当該気相成長を最後まで遂行することを期待できる。
また、各電熱線12、13を撚り線により構成することによって、各電熱線12、13の表面積を増大させることができる。その結果、各電熱線12、13からの放射熱量の総量が増大するため、上記の第3の実施形態と比べて、抵抗発熱体11aの加熱温度を低温に設定したとしても、十分な加熱能力が得られる。
11(11a、11b、11c、11d) 抵抗発熱体
12 電熱線
13 電熱線
14 ブランク部
15 長手軸
17 細線
20 絶縁板
22 挿通穴
23 サポート部材固定穴
24 電極挿通穴
30 サセプタ
31 基板載置用ポケット
40(40a、40b、40c、40d、40e、40f) 電極
41 固定用穴
42 下部
45 ナット
47 固定部材
47a 第1部分
47b 第2部分
50 基板
60 回転軸部
71 電力供給部
72 電力供給部
80 ヒータケース
81 底板部
82 外周壁部
83 内周壁部
83a 回転軸挿通穴
86 絶縁部材
87 ナット
88 ナット
89 連結部材
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
115 底板部
115a 挿通穴
120 サポート部材
121 本体部
122 第1保持部
123 第2保持部
124 挿通軸部
125 係止部
130 電力導入部
131 内管
131a 供給路
132 外管
132a 排出路
133 排出配管
134 内側端子部
135 絶縁管
136 外側端子部
137 フランジ部材
138 止着部材
139 Oリング
150 気相成長用加熱装置
220 支持台
241 結節点
242 結節点
Claims (9)
- 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、
を備え、
前記加熱部は、
互いに電気的に並列に接続された第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体と、
第1抵抗発熱体の両端間及び第2抵抗発熱体の両端間に電流を印加する電力供給部と、
前記第1抵抗発熱体と前記第2抵抗発熱体とは別体に設けられており、前記第1抵抗発熱体の両端間の間に位置する第1結節点と、前記第2抵抗発熱体の両端間の間に位置する第2結節点と、を相互に電気的に接続する接続導体と、
を有し、
前記第1結節点及び前記第2結節点はそれぞれ複数設けられており、かつ前記接続導体も複数設けられており、
前記複数の接続導体は、互いに異なる前記第1結節点と前記第2結節点とを相互に電気的に接続している気相成長装置。 - 前記第1結節点と前記第2結節点の電位が互いに等しい請求項1に記載の気相成長装置。
- 複数の前記第1結節点と、前記第1結節点の各々と1対1で対応する複数の前記第2結節点と、
互いに対応する前記第1結節点と前記第2結節点とをそれぞれ相互に電気的に接続する複数の前記接続導体と、
を有し、
互いに対応する前記第1結節点と前記第2結節点とは互いに電位が等しい請求項1に記載の気相成長装置。 - 前記接続導体は、前記第1結節点において前記第1抵抗発熱体を支持するとともに、前記第2結節点において前記第2抵抗発熱体を支持する支持構造体である請求項1乃至3の何れか一項に記載の気相成長装置。
- 前記第1抵抗発熱体と前記第2抵抗発熱体とは、それらの両端間の抵抗値が互いに等しい請求項1乃至4の何れか一項に記載の気相成長装置。
- 前記第1抵抗発熱体、前記第2抵抗発熱体及び前記接続導体は、互いに同種の金属材料からなる請求項1乃至5の何れか一項に記載の気相成長装置。
- 前記第1抵抗発熱体と前記第2抵抗発熱体とは、それぞれコイル形状の電熱線からなる請求項1乃至6の何れか一項に記載の気相成長装置。
- 前記第1抵抗発熱体と前記第2抵抗発熱体とのうちの少なくとも何れか一方は、撚り線をコイル形状とすることにより構成された電熱線からなる請求項7に記載の気相成長装置。
- 互いに電気的に並列に接続された第1抵抗発熱体及び第2抵抗発熱体と、
第1抵抗発熱体の両端間及び第2抵抗発熱体の両端間に電流を印加する電力供給部と、
前記第1抵抗発熱体と前記第2抵抗発熱体とは別体に設けられており、前記第1抵抗発熱体の両端間の間に位置する第1結節点と、前記第2抵抗発熱体の両端間の間に位置する第2結節点と、を相互に電気的に接続する接続導体と、
を有し、
前記第1結節点及び前記第2結節点はそれぞれ複数設けられており、かつ前記接続導体も複数設けられており、
前記複数の接続導体は、互いに異なる前記第1結節点と前記第2結節点とを相互に電気的に接続している気相成長用加熱装置。
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