氧化镓晶体的制造装置制造方法及图纸

提供一种氧化镓晶体的制造装置，其是使用了电阻加热发热体的晶体制造装置，具备低成本且能够抑制热所致的变形及破损的发热体。本发明专利技术的氧化镓晶体的制造装置(10)具备由耐热材料(14a)构成的炉主体(14)、配置于上述炉主体(14)内的坩埚(22)、和配设在上述坩埚(22)的周围的发热体(34)，上述发热体(34)是发热部(34a)和直径大于该发热部(34a)的导电部(34b)连结而成的电阻加热发热体，上述发热部(34a)由具有1850[℃]的耐热性的材质构成，上述导电部(34b)由具有1800[℃]的耐热性的材质构成。部(34b)由具有1800[℃]的耐热性的材质构成。部(34b)由具有1800[℃]的耐热性的材质构成。

【技术实现步骤摘要】
氧化镓晶体的制造装置


[0001]本专利技术涉及氧化镓晶体的制造装置。

技术介绍

[0002]作为功率器件用宽禁带半导体等受到关注的氧化镓的单晶(下文中有时记为“氧化镓晶体”)的制造装置是众所公知的。在这种装置中，通过VB法(垂直布里奇曼法)、VGF法(垂直温度梯度凝固法)、HB法(水平布里奇曼法)、HGF法(水平温度梯度凝固法)等方法来制造氧化镓晶体。
[0003]作为一例，在VB法、VGF法中，利用垂直的温度梯度。具体而言，在专利文献1(日本特开2017
‑
193466号公报)中记载的氧化镓晶体的制造装置中，在作为VB炉设置的炉主体内配置容纳氧化镓的原料(晶体原料)的坩埚，并且在坩埚的周围配设多个沿铅直方向延伸设置的发热体。据此，在炉主体内的坩埚周边形成上侧的温度高、下侧的温度低的垂直方向的温度梯度。若坩埚被发热体加热，则晶体原料熔解。接着，使坩埚下降，而使原料熔液从下侧晶体化，能够得到氧化镓晶体。
[0004]需要说明的是，发热体使用高频感应加热发热体或电阻加热发热体。其中，电阻加热发热体具备发热部和导电部，若发热部经由连接到外部电源的导电部而通电，则发热部发热，将坩埚加热。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2017
‑
193466号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]此处，氧化镓的熔点在β
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Ga2O3的情况下约为1795[℃]、非常高，若利用电阻加热发热体将坩埚加热至使晶体原料熔解，则发热体的温度达到接近1850[℃]。因此，以往使发热体整体由具有1850[℃]左右的耐热性的材质等构成。
[0010]但是，即便是这种构成，由于反复使用装置，发热体也会因加热所致的经时劣化而使变形或破损发展，需要更换发热体。与此相对，该发热体比较昂贵，因此，今后若考虑到在所制造的晶体大型化的情况下包含发热体的装置整体的构成也大型化等，强烈希望以更低的成本提供难以发生热所致的变形及破损的发热体。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种氧化镓晶体的制造装置，其是使用了电阻加热发热体的晶体制造装置，具备低成本且能够抑制热所致的变形及破损的发热体。
[0013]本专利技术通过以下作为一个实施方式所记载的解决手段解决上述课题。
[0014]本专利技术的氧化镓晶体的制造装置的特征在于，其具备：由耐热材料构成的炉主体；
配置于上述炉主体内的坩埚；和配设在上述坩埚的周围的发热体，上述发热体是发热部和直径大于该发热部的导电部连结而成的电阻加热发热体，上述发热部由具有1850[℃]的耐热性的材质构成，上述导电部由具有1800[℃]的耐热性的材质构成。
[0015]据此，关于发热并达到接近1850[℃]的发热部，由具有1850[℃]的耐热性的材质构成，能够抑制热所致的变形及破损，另一方面，关于未达到发热部那样的高温的导电部，由成本比较低的具有1800[℃]的耐热性的材质构成，能够降低发热体整体的材料成本。
[0016]另外，上述发热体优选的是，上述发热部经由连接部与上述导电部连接，上述连接部形成为直径大于该发热部且直径小于上述导电部，并由具有1850[℃]的耐热性的材质构成。据此，经由连接部将发热部和导电部连结，其中，该连接部由与发热部同样具有1850[℃]的耐热性的材质构成并形成为直径大于发热部，由此能够对位于炉主体内的最高温度区域而容易达到最高温度的发热部的基端至与导电部的连结部位进行保护，免受热的伤害。其结果，能够进一步抑制发热体的变形及破损。
[0017]另外，上述发热体优选的是，上述发热部的直径(x)、上述连接部的直径(y)与上述导电部的直径(z)之比(x：y：z)满足3≤x≤9、4≤y≤12、6≤z≤18(其中，x<y<z)，更优选满足y≤3x、且z≤2y、且z≤4x(其中，x<y<z)。另外，上述发热体优选由二硅化钼(MoSi2)构成。
[0018]另外，可以使上述发热体为下述构成：上述导电部贯通上述炉主体的上部并在上述炉主体内沿铅直方向设置，上述发热部在上述炉主体内在上述导电部的前端沿铅直方向延伸设置，上述发热体形成为侧视直线状。或者，可以为下述构成：上述导电部贯通上述炉主体的侧部并在上述炉主体内沿铅直方向弯曲设置，上述发热部在上述炉主体内在上述导电部的前端沿铅直方向延伸设置，上述发热体形成为侧视L字状。
[0019]并且，上述发热体优选的是，两根上述导电部连接到前端形成为U字状的上述发热部，上述发热部的直径为3[mm]～9[mm]，上述发热部的弯曲宽度小于40[mm]。据此，通过减小发热部的弯曲宽度，能够防止发热体安装所涉及的部件彼此的干涉。另外，能够增加发热体而无需使发热体远离坩埚。
[0020]专利技术效果
[0021]根据本专利技术，能够实现一种氧化镓晶体的制造装置，其具备低成本且能够抑制热所致的变形及破损的电阻加热发热体。
附图说明
[0022]图1是示出本专利技术的实施方式的氧化镓晶体的制造装置的示例的示意图(垂直截面图)。
[0023]图2是示出图1所示的氧化镓晶体的制造装置中的发热体的示例的示意图(正视图)。
[0024]图3是对图1所示的氧化镓晶体的制造装置中的发热体的发热部的弯曲宽度进行说明的说明图(图1的(A)的III
‑
III线截面图)。
[0025]图4是制造β
‑
Ga2O3晶体后的实施例1的发热体的照片。
[0026]图5是制造β
‑
Ga2O3晶体后的实施例2的发热体的照片。
[0027]图6是制造β
‑
Ga2O3晶体后的参考例的发热体的照片。
具体实施方式
[0028]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1是示出本实施方式的氧化镓晶体的制造装置10的示例的示意图(垂直截面图)。其中，图1的(A)是具备侧视直线状的发热体34的氧化镓晶体的制造装置10，图1的(B)是具备侧视L字状的发热体34的氧化镓晶体的制造装置10。需要说明的是，为了容易看到，通常设置更多数量的发热体34此处在左右位置示出两根。
[0029]本实施方式的氧化镓晶体的制造装置10为下述氧化镓晶体(单晶)的制造装置：利用发热体34将坩埚22(炉主体14内)加热而使氧化镓晶体的原料熔解，将以规定速度冷却所致的过冷作为驱动力，使晶体生长。下面，以氧化镓晶体的制造装置10的炉主体14为大气气氛中的VB炉为例进行说明，但炉主体14例如也可以为VGF炉、HB炉或HGF炉。
[0030]图1所示的氧化镓晶体的制造装置10在基体12上具备炉主体14。炉主体14通过使由耐热材料14a构成的具有所需高度的环部件沿铅直方向层积多层而形成为筒状，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，其具备：由耐热材料构成的炉主体；配置于所述炉主体内的坩埚；和配设在所述坩埚的周围的发热体，所述发热体是发热部和直径大于该发热部的导电部连结而成的电阻加热发热体，所述发热部由具有1850℃的耐热性的材质构成，所述导电部由具有1800℃的耐热性的材质构成。2.如权利要求1所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述发热体中，所述发热部经由连接部与所述导电部连接，所述连接部形成为直径大于该发热部且直径小于所述导电部，并由具有1850℃的耐热性的材质构成。3.如权利要求2所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述发热体中，所述发热部的直径x、所述连接部的直径y与所述导电部的直径z之比x：y：z满足3≤x≤9、4≤y≤12、6≤z≤18，其中，x<y<z。4.如权利要求3所述的氧化镓晶体的制造装置，其特征在于，所述发热体中，所述发热部的直径x、所述连接部的直径y与所述导电部的直径z之比x：y：...

【专利技术属性】
技术研发人员：干川圭吾，小林拓实，大塚美雄，太子敏则，
申请(专利权)人：不二越机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：