陶瓷加热器制造技术

提供一种适宜在还原性氛围气中使用的陶瓷加热器。该陶瓷加热器为在绝缘性陶瓷部件形成的基材的上，依次，设有在两端具有端子部的导电性部件形成的加热器图案以及绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，所述端子部没有所述绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，连接到电源的导线接续到该端子部。所述加热器的端子部被用导电性保护膜覆盖，该加热器的端子部和所述导线，是介于具有延展性的导电性材料形成的垫圈而固着接续的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体的制造工程中的半导体晶片的加热以及由化学气相蒸着法，溅射法等形成薄膜时的基材加热用的陶瓷加热器。
技术介绍
半导体的制造工程中的半导体晶片的加热，以及用化学气相蒸着法，溅射法等使薄膜形成时的基材的加热，是在氧化铝、氮化铝、氮化硅以及氮化硼等的烧结体形成的支持基材中，将金属的线，箔以及绕组线等形成的发热体埋设，即使用具有将含有金属粒子或者导电性陶瓷粒子的导电性糊状物进行丝网印刷而形成的发热体埋设构造的陶瓷加热器(例如专利文献I以及2)。这些之中，金属的线、箔以及绕组线等形成的发热体被埋设的加热器的场合，要将金属的线、箔以及绕组线等在支持基材中的致密且精度良好的配置是困难的，由此，就会有可能得不到均匀加热性良好的加热器。·另外，通过丝网印刷进行加热器的图案形成的场合，发热层的膜厚易变得不均一，有可能得不到均匀加热性优良的加热器。进一步，丝网印刷用的糊状物中的有机物以及陶瓷烧结体中含有的烧结助剂成分，有成为杂质发生源的可能。对此，(专利文献3)公开了一种PG/PBN陶瓷加热器，其是将用化学气相蒸着法生成的热分解氮化硼(PBN)形成的支持基材上，用化学气相蒸着法，将由热分解石墨(PG)形成的导电层进行成膜，将此施以加工，形成所期望的加热器的图案，在进一步用化学气相蒸着法将由热分解氮化硼形成的覆盖层，覆盖在上述加热器的图案上，从而制得PG/PBN陶瓷加热器。在该场合，均一的膜厚的导电层易于得到，不仅得到均热性优良的陶瓷加热器，而且由于支持基材、导电层以及覆盖层都是以化学气相蒸着法制造，与用烧结法制造的陶瓷加热器相比，纯度高，用此得到的半导体晶片，有难以被杂质污染的好处。另一方面，PG/PBN陶瓷加热器的场合，如下述，端子部的热分解石墨形成的加热器露出，该热分解石墨在氧化性氛围气中，有受到损伤从而易于短路的缺点。上述的缺点，如将上述露出的端子部的热分解石墨表面，用熔点为800°C以上的镍、银、金、钼、钨、钥以及钽等的耐热性导电性膜进行覆盖，上述端子部的热分解石墨表面的氧化消耗就可以被防止，从而得到改善(专利文献4)。另外，上述耐热性导电性膜的形成方法，可以例举有热蒸着法、电子束蒸着法以及派射法(sputtering)等。上述PG/PBN加热器的平面图以及截面图，分别如图I的(a)图以及(b)图所示，该构造是在热分解氮化硼形成的支持基材I上形成，包括热分解石墨形成的加热器的图案2以及将该加热器的图案覆盖的，由化学气相蒸着法形成的热分解氮化硼的覆盖层3。为了便于使用，在加热器的图案2的两端，设置贯通孔4，同时，将该贯通孔4的周围的覆盖层3除去，使加热器2露出，为了使电源接续，形成端子部5。将从电源来的导线，通过由金属、石墨或者碳/碳复合材料等的碳材料形成的螺栓、螺母以及垫圈等固定在端子部5，从而产品制造完成。图2的(a)图以及(b)图为对PG/PBN加热器进行电源接续的一个例子。图2的(a)图为斜视图；图2的(b)图为截面图。在露出于PG/PBN加热器100上的端子部5上的加热器2上以及端子部5的里侧，从PG/PBN加热器侧起，依次配置可挠性石墨形成的碳垫圈6以及金属垫圈7，并将它们用螺栓8以及螺母9进行固定。螺栓8上，安装有压着端子10，在该压着端子10的另一端，接续有与电源(未图示)接续的导线11。在端子部5上露出的加热器2以及金属垫圈7的表面，不是完全的平坦面，其上有因加工时的加工精度所引起的微小的凹凸。因此，在端子部5上露出的加热器2与金属垫圈7直接接触的场合，两者的表面存在的微小的凹凸的凸部与凸部相接触，因此，有不能充分确保接触面积场合。在这样的场合，电流就会在凸部与凸部的接触点上集中流动，由此不仅会产生异常发热，还会有放电发生，端子部破损，使向PG/PBN加热器的通电加热变得不可能。碳垫圈6是为了防止故障的发生而使用的，其在端子部5上露出的加热器图案2以及金属垫圈7之间配置。被用螺栓8以及螺母9拧紧的可挠性石墨形成的碳垫圈6被压缩，与端子部5上露出的加热器2以及金属垫圈7的表面紧密接触，由此两者的表面的微小 的凹凸被埋起来。由此，端子部5上露出的加热器2和碳垫圈6之间以及碳垫圈6和金属垫圈7之间就会获得充分的接触面积，同时端子部5上露出的加热器2和金属垫圈7之间的电流通道被形成。但是，在作为使以往GaN等的III- V族氮化物类化合物半导体结晶成长的一个手段而使用的有机金属气相成长法(MOCVD)中，作为III族的原料气，三甲基镓(TMG)被使用，作为氮源，氨气被使用。另外，作为使结晶成长的基板，通常使用蓝宝石基板，在MOCVD法实施的反应容器内，设有原料气供给喷嘴以及基板被载置于其上的加热台。加热台上载置的蓝宝石基板，一般来说，其被用电阻加热，高频率感应加热等的加热手段，加热至1000°C以上。通过原料气供给喷嘴，TMG和氨气，以氢气为载体气，被供给于蓝宝石基板上，在蓝宝石基板上，使GaN结晶成长。如上述，用MOCVD法使GaN等的III- V族氮化物类化合物半导体结晶成长的场合，该反应容器内为还原性氛围气(氨分解气，氢气)。即，氨气被加热1000°C以上的温度时，发生热分解，氮生成，在GaN结晶的氮源的形成的同时，另一方面氢气生成。另外，作为载体气使用的氢气，在900°C以上与碳反应，CH4生成，使碳消耗。由此，如果PG/PBN加热器在MOCVD法的基板加热时被应用，端子部露出的热分解石墨形成的加热器以及碳垫圈被氢消耗，端子部接触不良，端子部发生故障。这一问题，即使使用将上述露出的端子部的热分解石墨表面用熔点为800°C以上的镍、银、金、钼、钨、钥以及钽等的耐热性导电性膜进行覆盖的以往技术(专利文献4)，也不能解決。这是因为碳垫圈被氢消耗的缘故。专利文献专利文献I特开2004-220966号公报专利文献2特开2004-253799号公报专利文献3专利第3560456号公报专利文献4实开平5-90880号公报
技术实现思路
因此本专利技术的第I个目的，是提供一种在用MOCVD法来使结晶成长的场合使用的陶瓷加热器，其宜于在还原性氛围气中使用。本专利技术的第2个目的，是提供一种在还原性氛围气中适合使用的陶瓷加热器的制造方法。进一步，本专利技术的第3个目的，是提供一种可以在还原性氛围气中适宜地使用的陶瓷加热器中使用的垫圈。本专利技术的上述的诸目的，可以如下达成即提供一种陶瓷加热器、该陶瓷加热器的制造方法以及该陶瓷加热器中使用的垫圈，在绝缘性陶瓷部件形成的基材上，依次，具有在两端具有端子部的导电性部件形成的加热器图案以及绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层；在上述端子部，不存在所述绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，连接在电源上的导线接续于该端子部，其特征在于所述加热器的端子部被导电性保护膜覆盖的同时，该加热器的端子·部和所述导线，介于具有延展性的导电性材料形成的垫圈，被固着接续而形成。在本专利技术中，上述导电性保护膜以及上述有延展性的导电性材料，优选对还原性氛围气具有耐性，特别是，优选该还原性氛围气为氨气、氢气、氨气与氢气的混合气、氮气与氢气的混合气的任一种。本专利技术中，所述绝缘性陶瓷部件形成的基材优选由热分解氮化硼形成，所述由导电性部件形成的加热器的图案优选热分解石墨形成，另外，优选所述绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层由热分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷加热器,在绝缘性陶瓷部件形成的基材上，依次，设有在两端具有端子部的导电性部件形成加热器图案以及绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层,在所述端子部,不存在上述绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，连接在电源上的导线接续于该端子部，其特征在于:所述加热器的端子部被导电性保护膜覆盖的同时,该加热器的端子部和所述导线，介于具有延展性的导电性材料形成的垫圈,被固着接续而形成。

【技术特征摘要】
2011.06.15 JP 2011-1328901.一种陶瓷加热器，在绝缘性陶瓷部件形成的基材上，依次，设有在两端具有端子部的导电性部件形成加热器图案以及绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，在所述端子部，不存在上述绝缘性陶瓷部件形成的覆盖层，连接在电源上的导线接续于该端子部，其特征在于所述加热器的端子部被导电性保护膜覆盖的同时，该加热器的端子部和所述导线，介于具有延展性的导电性材料形成的垫圈，被固着接续而形成。2.根据权利要求I的陶瓷加热器，其特征在于所述导电性保护膜对还原性氛围气有耐性。3.根据权利要求I或2的陶瓷加热器，其特征在于所述具有延展性的导电性材料对还原性氛围气有耐性。4.根据权利要求2或3的陶瓷加热器，其特征在于所述还原性氛围气为，氨气、氢气、氨气和氢气的...

【专利技术属性】
技术研发人员：串桥卓马，木村昇，小棚伸彦，関胜来，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：