JPH01220390A - 加熱装置 - Google Patents

加熱装置

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JPH01220390A
JPH01220390A JP4377388A JP4377388A JPH01220390A JP H01220390 A JPH01220390 A JP H01220390A JP 4377388 A JP4377388 A JP 4377388A JP 4377388 A JP4377388 A JP 4377388A JP H01220390 A JPH01220390 A JP H01220390A
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JP
Japan
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heating
substrate
heating element
heating device
plate body
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Pending
Application number
JP4377388A
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English (en)
Inventor
Tokuro Omachi
大町 督郎
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は短時間にして所望の温度まで昇温し、さらに短
時間にして所望の温度まで降温を可能にする、高周波誘
導法による加熱装置に関し、特にSi基板上に形成され
たGa、As薄膜の高品質化に適用して好適な加熱装置
に関するものである。
〔従来の技術〕
一般にSi基板上にm−v族化合物、特にGaASのよ
うにSiと格子定数が異なる半導体薄膜を成長した場合
、かかる格子不整合に起因して、Si−m−v族化合物
界面において誘起された高密度な転移が半導体薄膜表面
にまで達する。かかる転移は電気伝導キャリアの再結合
中心を形成するため、上記半導体結晶を用いた半導体装
置の性能を大幅に阻害することが知られている。
最近、上記半導体薄膜を成長した後に高温熱処理を加え
ることにより、上記転移低減が効果的におこなわれ、上
記GaAs1膜の結晶品質が大幅に向上することが報告
されている。(例えば特願昭62−165443号、特
開昭  −号公報、大町他昭和62年秋季応物学会講演
番号20pX6/I)。
上記転移低減の工程は以下の通りである。すなわち、S
i基板であり、その主面上にGaAs薄膜を形成されて
なるSi基板を第3図に示した手順で加熱と冷却をくり
返す。その際、GaAs薄膜中の転移密度を効果的に減
少せしめるには1サイクルだけの加熱と冷却では不十分
であり、5サイクルから10サイクル繰り返すことが必
要であることがわかっている。加熱の最高温度の目安は
Si基板上にGaAs1膜を結晶成長させる温度付近で
あり、降温の下限温度は冷却に要する時間が許容できる
範囲として200℃とした。800℃と200℃の温度
範囲で上述した加熱−降温をIOサイクル繰り返したと
コロ、Si基板上(7)GaAsWllG!の転移密度
はl×10hCm4 であった。上記加熱−降温サイク
ルを処理する以前のcaAsl膜の転移密度は1×IQ
”cm’−”であり、かかる処理によってGaAs1膜
膜の結晶品質は大幅に向上した。すなわち、上記加熱−
降温サイクル工程は基板本体上にGaAs薄膜を形成し
てなるSi基板を有する半導体装置を製造する場合に適
用して好適なものである。
第4図に上記加熱−降温工程に使用した従来構造による
高周波誘導加熱装置の略断面構造の一例を示す。ここで
発熱体1は略々直方体の形状を存する比較的長い導電体
で構成され、通常はグラファイトで形成される。かかる
発熱体1の主面上に、Si基板41の主面上に形成され
たGaAs薄膜42を有する半導体4を載1した状態で
、外周に高周波誘導コイル(以下高周波コイルと云う。
)6を装置している石英管5内に配し、しかして石英管
5の内部雰囲気を水素もしくはアルシンを含有する水素
ガスとなし、高周波コイル6に高周波電力を通電せしめ
れば、発熱体1の表面近傍に発生させる高周波誘導電流
にhよって高温に加熱される。従って発熱体lの主面上
に載置された半導体4が加熱される。発熱体1を降温す
るには高周波コイル6に印加する電力をしゃ断して発熱
を停止する。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来構造の加熱装置は、例えば第3図の特性■に示した
如く、昇温に8分、降温に22分の時間を要し、1サイ
クルで30分、lOサイクルの全工程終了に300分を
要し、生産性が極めて低い欠点があった。
本発明は、上記加熱−降温の全工程に要する時間を短縮
した新しい構造の加熱装置を提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の加熱装置は上述の目的を達成するため、高周波
誘導により熱を発生する発熱体に被加熱物質を載置して
加熱する加熱装置において、前記発熱体は、前記被加熱
物質を載置する第1の導電性物質からなる基体と前記基
体の相対する二辺の縁部側面を、それぞれ対向して橋架
支持する第1の側面部および第2の側面部を備えた第2
の導電性物質からなる板体を具備してなることを特徴と
している。
〔作 用〕
本発明の加熱装置は、加熱されるべき物質を載置する発
熱体が第1の導電性物質からなる基板を有し、かつ基体
の相対する二辺の縁部を、第2の導電性物  。
質からなる板体の第1及び第2の側面部によって橋架支
持する構造を備えていることから、加熱されるべき物質
、例えば半導体装置する発熱体の熱容量を小さくするこ
とにより、加熱と降温に要する時間を短縮することがで
きる。以下図面にもとづき実施例について説明する。
〔実施例〕
第1図a乃至Cは本発明の加熱装置の発熱体の実施例を
示し、第1図すおよび第1図Cはそれぞれ第1図aのA
−A ’およびB−B ”における断面図で、以下に述
べる構成を有する。
すなわち、例えば略々断面が長方形の形状を有する比較
的長い導電性物質からなる基体21を有する。
また基体21は、基体21の相対する二辺の縁部の側面
211及び212にそれぞれ密着固定した第1の側面部
221および第2の側面部222を備えた導電性物質か
らなる板体22によって橋架支持されている。この場合
、板体22は、第1の側面部221および第2の側面部
222を取付用螺子3を用いて基体21の側面211及
び212に取付けることによって、基体21の側面21
1及び212を橋架している。また、基体21及び取付
用螺子3は、例えばグラファイト、板体22は、例えば
タンタル又はタングステン等の高融点金属によって作ら
れている。以上が本発明による加熱装置の発熱体lOの
一構成例である。
このような構成を有する本願の発明による発熱体10を
備えた結晶化装置からなる加熱装置によれば、発熱体l
Oを第2図に示すように、基体21の主面上に、上述し
た高品質化されるべきGaAsfil膜42をSt膜板
21上に有する構造の半導体4をR置した状態で高周波
コイル6を巻装せる石英管5内に配し、高周波コイル6
に高周波電力を通電させれば、基体21、従って半導体
4が次に述べるように加熱される。
すなわち、高周波コイル6に通電すると、基体21の外
表面部と板体22の外表面部によって形成される閉表面
ループ部に、これを閉電流路として高周波誘導電流が流
れる。よって上記閉電流路が高周波誘導電流のジュール
損失によって発熱し、これによって基体21が発熱する
。しかるに、基体21を構成するグラファイトの比抵抗
は1800xlO−hΩcmであるのに対し、板体22
をタングステンで構成した場合、タングステンの比抵抗
は6X10−hΩcmと小さいため、上記閉電流路にお
いて板体22に比べて基体21は格段に小さいインピー
ダンスを有する。従って高周波誘導によって発熱するの
は基体21である。このため基体21からの熱によって
、基体21の主面上に載置された半導体4は効果的に加
熱される。
電磁見学によれば高周波誘導電流の表皮効果による浸入
深さの値δは以下の式で求められる。
但し 抵抗率:ρ(Ω・cm) 透磁率;μ= 1 、 3 X 10−@(V  se
c/A−cm)周波数:f(Hz) 周波数400KH2ではδ(グラファイト)−0,34
cm、δ (タングステン)=0.02cmであり、従
って上記閉電流路を構成する基体21及び板体22の厚
さとしては少なくとも各々上記δの値以上であれば前記
高周波誘導電流の閉ループを形成するのに十分であり、
余裕をもってしても各々上記δの値の3倍の厚さをもっ
てすれば十分である。
第1図に示す本実施例では、図に例示したように基体2
1の断面寸法dXWをlQmmx4Qmmとした。ここ
で基体21の厚さであるdの10mmはグラファイトの
δの3倍を見積って設計された。タングステンからなる
板体22は0.06cmの厚さでもって構成した。さら
に基体21と板体22で構成される断面寸法は第1図に
示すように、略40mmX35mmとした。
本発明と従来技術を比較するに、本発明による第1図に
示す実施例の発熱体10に相当する従来の発熱体lを構
成する場合、発熱体lの構造は、長さ寸法が本発明の基
体21と同じであり、かつ断面構造が基体21と板体2
2で形成する外形と同じ寸法ををする。すなわち、本発
明の第1図に示す加熱装置の発熱体10と同じ高周波誘
導加熱効果を従来構造の発熱体1で実現するには、発熱
体1の断面寸法も40mmX35mmである。
板体22の熱容量を基体21の熱容量に比較して無視す
れば、第1図に示す本発明の実施例では従来構造に比べ
て、その熱容量は3.5分の−に低減されたことは明白
である。
このような構成を有する発熱体10を備えた本発明によ
る加熱装置によれば、第2図に示すように、発熱体10
を、基体21の主面上に半導体4を載置した状態で、外
周に高周波コイル6を巻装している石英管5内に配し、
高周波コイル6に印加せる高周波電力を通電、しゃ断す
ることによって、St基板41の主面上に形成されてい
るGaAs薄膜42の加熱−降温サイクル工程をおこな
う。本実施例によるサイクル工程では、第3図の特性■
に示すように室温から温度800 ”cまでの加熱に5
分弱、800℃から200℃の降温に10分を要した。
すなわちlサイクルに要した時間は略15分であり、従
来の発熱体構成の加熱装置の場合に対し半分に時間が短
縮され、10サイクルの全工程は300分から150分
に短縮され、生産性は大幅に向上した。
なお、上述においては本発明の一例を示したに留まり、
本発明の精神を脱することなしに寸法の変更、種々の変
形、変更をなし得ることは明らかである。 また上述に
おいては、本発明を半4体の熱処理による結晶品質の向
上に適用した場合を述べたが、本発明は半導体以外の他
の材料を種々の目的で加熱する場合にも適用し得ること
は明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば従来構造に比べて
数分の一〇熱容量を有する加熱装置が実現できるので加
熱−降温サイクルを短時間でおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a乃至Cは本発明の加熱装置に係る発熱体の実施
例の構成を示す図、第2図は本発明の加熱装置により被
加熱物質を加熱、降温する状態を説明する図、第3図は
本発明および従来の加熱装置による加熱−降温工程の温
度と時間の関係を示す図、第4図は従来の加熱装置によ
り被加熱物質を加熱、降温する状態を説明する図である
。 1・・・発熱体、21・・・基体、22・・・板体、2
11゜212・・・基体21の側面、221.222・
・・板体22の第1および第2の側面部、3・・・取付
用螺子、4・・・半導体、41・・・Si基板、42・
・・GaAs薄膜、5・・・石英管、6・・・高周波コ
イル、10・・・発熱体 特許出願人  日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 (外2名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 高周波誘導により熱を発生する発熱体に被加熱物質を載
    置して加熱する加熱装置において、 前記発熱体は、 前記被加熱物質を載置する第1の導電性物質からなる基
    体(21)と、 前記基体の相対する二辺の縁部側面を、それぞれ対向し
    て橋架支持する第1の側面部(221)および第2の側
    面部(222)を備えた第2の導電性物質からなる板体
    (22)を具備してなる ことを特徴とする加熱装置。
JP4377388A 1988-02-26 1988-02-26 加熱装置 Pending JPH01220390A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007036110A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Toyota Motor Corp はんだ付け装置およびはんだ付けされた装置の製造方法
US20100092666A1 (en) * 2006-12-25 2010-04-15 Tokyo Electron Limited Film deposition apparatus and film deposition method

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