JPH0590880U - 複層セラミックスヒーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本考案は電極部の酸化消耗を防止し、長時間
使用できるようにした複層セラミックスヒ−タ−の提供
を目的とするものである。 【構成】 本考案の複層セラミックスヒ−タ−は、パイ
ロリテックグラファイトからなるヒ−タ−を有するセラ
ミックスヒ−タ−のパイロリテックグラファイト露出表
面を、融点が800 ℃以上である耐熱性、導電性被膜で被
覆してなることを特徴とするものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は複層セラミックスヒ−タ−、特には電極部に導電性の耐酸化性の被覆 をすることによって酸化性雰囲気においても長時間安定に使用することができる ようにしたことから、化学気相蒸着法やスパッタ−法によって薄膜を形成する際 の基板やウエハ−の加熱用に有用とされる複層セラミックスヒ−タ−に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

分子線エピタキシ装置（ＭＢＥ）やスパッタリングウエ−ハの加熱、ＭＢＥの セルの加熱には、熱分解窒化ほう素／パイロリテックグラファイト（以下ＰＧと 略記する）からなる複層セラミックスヒ−タ−を用いることが有効なものとされ ており（特開昭63-241921 号公報参照）、このものは従来公知のタンタルワイヤ −ヒ−タ−にくらべてコンパクトで熱変形もなく、断線やショ−トなどのトラブ ルもなく、安定で使い易いものとされている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、このものはカ−ボンが露出していることから、酸化性雰囲気に弱く、 ショ−トの原因となるという難点があるため、これについてはこのような難点を 克服するためにこの表面全体を窒素ほう素でオ−バ−コ−トするということも行 なわれているが、この窒素ほう素は耐酸化性であっても絶縁体であるためにこの 導電が必要とされる電極部はカ−ボンを露出したままにしておく必要があるとい う欠点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案はこのような不利を解決した複層セラミックスヒ−タ−に関するもので あり、これはＰＧよりなるヒ−タ−部を有するセラミックスヒ−タ−におけるＰ Ｇ露出表面あるいはその露出面全体を融点が800 ℃以上である耐熱性導電性物質 で被覆してなることを特徴とするものである。

【０００５】 すなわち、本考案者らは耐熱性が高く、酸化性雰囲気下においても取扱いが簡 単で安定して使用できる複層セラミックスヒ−タ−を開発すべく種々検討した結 果、電極部がＰＧからなるセラミックスヒ−タ−においてこのＰＧが露出してい る表面を耐熱性の導電性被膜で被覆すれば電極部の酸化消耗が避けられるし、酸 化性雰囲気下においても長時間使用できるようになることを見出すと共に、この 導電性被膜としては金属を用いることがよく、特には白金、タングステン、タン タルなどの高融点金属を用いることがよいということを確認して本考案を完成さ せた。 以下にこれをさらに詳述する。

【０００６】

【作用】

本考案は複層セラミックスヒ−タ−に関するものであり、これはＰＧよりなる ヒ−タ−を有するセラミックスヒ−タ−電極接続部のＰＧ露出表面あるいはその 露出面全体が、融点800 ℃以上の耐熱性導電性被膜で被覆されてなることを特徴 とするものである。

【０００７】 本考案の複層セラミックスヒ−タ−はセラミックスからなる支持基材の表面に ＰＧからなる発熱層を設けたものとされる。 このセラミックスからなる支持基材はアルミナ、石英、ジルコニア、窒化アル ミニウム、窒化ほう素、サイアロンなどのセラミックスからなるものとされ、こ のものはその表面にＰＧからなる発熱層が設けられたものとされているが、この 発熱層はこれがヒ−タ−であることから通常はその表面が露出されたものとされ ている。

【０００８】 しかし、このＰＧからなる発熱層が露出していると、これをヒ−タ−として使 用するときにこれが酸化消耗し、このものは分子線エピタキシ装置の基板加熱や ウエ−ハにスパッタリングするときのウエ−ハの加熱に使用すると数回の使用で 使用できなくなるという寿命の短いものであるということから、本考案の複層セ ラミックスヒ−タ−ではこのＰＧの露出部がエレメント部は耐熱性、絶縁性の、 電極接続部は耐熱性、導電性の被膜で被覆される。また、ＰＧ露出部のみに被覆 する場合、ショ−トしない形では全面導電性の被覆でよい。

【０００９】 図１は本考案の複層セラミックスヒ−タ−の平面図、図２はその縦断面図を示 したものであるが、このものは上記したようなセラミックスからなる支持基材１ の表面にＰＧからなる発熱層２を設け、これが加熱源となることから通常はＰＧ が露出している部分を図２に示したようにエレメント部は耐熱性、絶縁性の被覆 、例えば熱分解窒化ほう素、窒化けい素などで被覆し、また電極接続部は耐熱性 で導電性の被膜、例えば融点が800 ℃以上であるＰｔ、Ｗ、Ｔａなどの金属で被 覆することによって形成されている。

【００１０】 この耐熱性で導電性をもつ被膜は、例えばニッケル、銀、金、白金、タングス テン、モリブデン、タンタルなどのような耐熱性の金属からなるものとすればよ いが、これはこの複層セラミックスヒ−タ−が通常高温で使用されるものである ことから融点が800 ℃以上のものとする必要があるので、これには融点の高い白 金、タングステン、タンタルとすることがよく、このものはまた金属で導電性で あることから通電するときにこの被覆部を露出させる必要もないという有利性が 与えられる。

【００１１】 この高融点金属による被覆は、ＰＧからなる電極部以外をマスキングしたのち 、このＰＧが露出している電極部にこれらの金属を熱蒸着、エレクトロンビ−ム 蒸着（ＥＢ蒸着）、または化学蒸着させるか、あるいはスパッタリング法により 付着させればよいが、高融点のものでは熱蒸着がむづかしいので他の手段を適宜 選択すればよい。

【００１２】 このようにして高融点の金属でＰＧ露出面が被覆されると、この高融点金属が 耐酸化性のすぐれたものであり、これが金属で導電性をもつものであることから 、このようにして得られた本考案の複層セラミックスヒ−タ−には、これに電力 を供給するとＰＧの発熱によって高温ヒ−タ−となるが、このヒ−タ−部が耐酸 化性で導電性の被膜で被覆されているので、このヒ−タ−部はその酸化消耗性が 著しく改善され、酸化性雰囲気でも長時間安定して使用することができるように なる。

【００１３】 つぎに本考案の実施例をあげる。

【実施例】

直径100mm φで厚さが１mmの分解型窒化けい素板を真空蒸着器内にセットして 真空度１ト−ルに保持し、1,900 ℃に加熱したのち、ここにプロピレンガスを１ リットル／分で５時間供給したところ、このプロピレンガスの分解で発生したＰ Ｇが窒化けい素板の片面に厚さ100 μm で蒸着したものが得られたのでこれを機 械加工してヒ−タ−パタ−ンを形成し、積層セラミックスヒ−タ−を作成した。

【００１４】 ついで、この積層セラミックスヒ−タ−の電極部をマスキングし、上記と同様 な装置内で１ト−ル、1,500 ℃で四塩化けい素0.5 リットル／分、アンモニア1. 5 リットル／分、１時間供給して厚さ10μm の窒化けい素膜を設け、さらにこの 積層セラミックスヒ−タ−の電極部以外をアルミニウムホイルでマスキングし、 この電極部に白金をスパッタリングして電極部を厚さ５μm の白金被膜で被覆し た。

【００１５】 つぎにこのようにして得た電極部を白金で被覆した積層セラミックスヒ−タ− に酸素ガス10^-2ト−ルの雰囲気下で通電してこれを1,000 ℃まで加熱したところ 、このものは図３に示したように100 時間後もその抵抗に全く変化は認められな かったが、比較のためにこの白金被覆を設けないものについて同様の試験を行な ったところ、このものは図３に示したように10時間で断線してしまい、以後使用 することができなかった。

【００１６】

【考案の効果】 本考案は積層セラミックスヒ−タ−に関するもので、これはＰＧよりなるヒ− タ−を有するセラミックスヒ−タ−のＰＧ露出表面を、融点800 ℃の耐熱性、導 電性被膜で被覆してなることを特徴とするものであるが、これによれば通常加熱 時には酸化消耗するＰＧの露出面が耐熱性、導電性の被膜で被覆されているので これが酸化消耗されず、したがってこのものは酸化性雰囲気で使用しても長時間 使用することができるという有利性が与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の積層セラミックスヒ−タ−の平面図で
ある。

【図２】本考案の積層セラミックスヒ−タ−の縦断面図
である。

【符号の説明】

１・・・支持基材（セラミックス） ２・・・発熱
層 ３・・・耐熱性、導電性被膜 ４・・・耐熱
性絶縁膜。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年３月９日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の積層セラミックスヒーターの平面図である。

【図２】 本考案の積層セラミックスヒーターの縦断面図である。

【図３】 本考案の実施例および比較例で作られた複層セラミック
スヒーターの加熱時間 と抵抗値との関係図を示したものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 平田 和人 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パイロリテックグラファイトよりなるヒ−
   タ−を有するセラミックスヒ−タ−の電極接続部のパイ
   ロリテックグラファイト露出表面あるいはその露出面全
   体を、融点800 ℃以上の耐熱性導電性被膜で被覆してな
   ることを特徴とする複層セラミックスヒ−タ−。
2. 【請求項２】耐熱性導電性被覆がニッケル、銀、金、白
   金、タングステン、モリブデン、タンタルなどの高融点
   金属からなるものである請求項１に記載した複層セラミ
   ックスヒ−タ−。