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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-186402(P2019-186402A)
(43)【公開日】2019年10月24日
(54)【発明の名称】熱処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/324 20060101AFI20190927BHJP
H01L 21/265 20060101ALN20190927BHJP
【ＦＩ】
H01L21/324 Q
H01L21/265 601A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2018-76165(P2018-76165)
(22)【出願日】2018年4月11日
(71)【出願人】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100192773
【弁理士】
【氏名又は名称】土屋 亮
(72)【発明者】
【氏名】古川 幸弘
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 秀樹
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 英夫
(72)【発明者】
【氏名】谷 典明
(57)【要約】
【課題】高温で熱処理した際に、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる被処理体の表面に発生する荒れを抑制することが可能な、熱処理装置を提供する。【解決手段】本発明は、管状のチャンバ１０と、前記チャンバの内部に配され、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる被処理体Ｓを保持する支持体３０と、前記チャンバの外部に配され、該チャンバを介して前記被処理体を加熱する昇温手段２０と、を含む熱処理装置である。前記支持体は、被処理体を載置する平板状の第一部位３１、及び、前記第一部位と接して一体を成すことにより、前記プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間３０Ｋと該内部空間の入口、出口となる２つの開口部を形成する第二部位３２、から構成されている。前記第一部位と前記第二部位は、少なくとも前記内部空間に臨む内面が、炭化ケイ素からなる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状のチャンバと、前記チャンバの内部に配され、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる被処理体を保持する支持体と、前記チャンバの外部に配され、該チャンバを介して前記被処理体を加熱する昇温手段と、を含む熱処理装置であって、
前記チャンバは、該チャンバの内部を減圧する手段Ａと該チャンバの内部においてプロセスガスを一方向へ誘導する手段Ｂとを備え、
前記支持体は、被処理体を載置する平板状の第一部位、及び、前記第一部位と接して一体を成すことにより、前記プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間と該内部空間の入口、出口となる２つの開口部を形成する第二部位、から構成されており、
前記第一部位と前記第二部位は、少なくとも前記内部空間に臨む内面が、炭化ケイ素からなることを特徴とする熱処理装置。
前記チャンバは、該チャンバの内部を減圧する手段Ａと該チャンバの内部においてプロセスガスを一方向へ誘導する手段Ｂとを備え、
前記支持体は、被処理体を載置する平板状の第一部位、及び、前記第一部位と接して一体を成すことにより、前記プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間と該内部空間の入口、出口となる２つの開口部を形成する第二部位、から構成されており、
前記第一部位と前記第二部位は、少なくとも前記内部空間に臨む内面が、炭化ケイ素からなることを特徴とする熱処理装置。
【請求項2】
前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の前記内部空間に臨む内面に形成された被膜であることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項3】
前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の本体であることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドーパントを活性化するための熱処理装置に係る。より詳細には、高温での熱処理が必要な、ＩＩＩ族窒化物半導体向けに好適な熱処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ＧａＮを用いたパワーデバイスの開発が盛んに行われている。このようなデバイスを構成するｐ型ＧａＮ層は、ＭＯＣＶＤ法などの気相成長法を用いて成長させることが公知である。たとえば、水素からなるキャリアガスまたは水素と窒素からなる混合ガス中において、Ｇａ原料［たとえば、ＴＭＧ（トリメチルガリウム：Ｇａ（ＣＨ３）３）］、Ｎ原料［たとえば、アンモニア（ＮＨ３）］、およびｐ型ドーパント［たとえば、シクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２ Ｍｇ）］を、加熱された基板［たとえば、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ］上に供給し、熱分解反応により、ＭｇドープＧａＮ層（ｐ型ＧａＮ層）を成長させる手法が挙げられる。このように成長させたＭｇドープＧａＮ層は高抵抗な膜であり、ｐ型ドーパントを活性化させる必要があった。この活性化には、成膜後に結晶内に内在する水素を取り除くために、窒素雰囲気あるいは真空雰囲気や不活性ガス雰囲気において熱処理を行う手法が用いられている（特許文献１）。
【0003】
また、ｎ型やｐ型の領域を形成するためには、それぞれＳｉやＭｇをＧａＮ結晶へイオン注入する方法がある。イオン注入によって注入された原子は主に結晶格子間に入るが、このままではドナーあるいはアクセプタとして活性化しないので、たとえばＧａ等ＩＩＩ族原子サイトに再配置させる必要がある。再配置には、ｎ型は１１００℃以上の高温が必要であり、ｐ型は１２００℃以上の高温が必要とされている。
【0004】
本発明者らは、ｐ型ドーパントを活性化するために高温で熱処理した場合、図３Ｂに示すように、ＭｇドープＧａＮ層の表面に荒れが発生する現象を確認した。ここで、表面の荒れとは、図３Ｂの写真において、黒い粒状に見える箇所（凸部）が存在することを意味する。このような荒れが存在する面に対して、次工程の処理（たとえば、成膜やエッチングなど）が行われた場合、処理面の平坦性が確保されない、あるいはＭｇドープＧａＮ層からなる微細な回路に欠陥が生じる、などの不具合を誘発するため、改善策の開発が期待されていた。
【0005】
この成膜やイオン注入後に、窒素雰囲気あるいは真空雰囲気や不活性ガス雰囲気において熱処理を行った結果、処理面に荒れが発生する問題は、高温で熱処理が求められるｐ型ドーパントを活性化する際に顕在化する。しかしながら、この問題は、ｐ型ドーパントの活性化に限定されるものではなく、ｎ型ドーパントを活性化するための熱処理や、ＧａＮ層自体あるいはＧａＮ基板を熱処理する場合においても、発生頻度の違いはあるが、同様に生じることが分かった（図３Ｂ）。すなわち、この高温で熱処理した際に処理面に発生する荒れの問題は、ＩＩＩ族窒化物半導体の被処理体における課題である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平１０−１２６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、高温で熱処理を行った際に、ＩＩＩ族窒化物半導体の被処理体の表面に荒れが発生しにくい、熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の請求項１に記載の熱処理装置は、管状のチャンバと、前記チャンバの内部に配され、ＩＩＩ族窒化物半導体からなる被処理体を保持する支持体（ホルダー）と、前記チャンバの外部に配され、該チャンバを介して前記被処理体を加熱する昇温手段と、を含む熱処理装置であって、前記チャンバは、該チャンバの内部を減圧する手段Ａと該チャンバの内部においてプロセスガスを一方向へ誘導する手段Ｂとを備え、前記支持体（ホルダー）３０は、被処理体を載置する平板状の第一部位（サセプター）、及び、前記第一部位と接して一体を成すことにより、前記プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間と該内部空間の入口、出口となる２つの開口部を形成する第二部位（リッド）、から構成されており、前記第一部位と前記第二部位は、少なくとも前記内部空間に臨む内面が、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の熱処理装置は、請求項１において、前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の前記内部空間に臨む内面に形成された被膜であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の熱処理装置は、請求項１において、前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の本体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係る熱処理装置は、たとえばＧａＮからなる被処理体を熱処理する際に、被処理体が支持体（ホルダー）によって保持される。この支持体（ホルダー）は、被処理体を載置する平板状の第一部位（サセプター）、及び、前記第一部位と接して一体を成すことにより、プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間と該内部空間の入口、出口となる２つの開口部を形成する第二部位（リッド）、から構成されている。前記第一部位と前記第二部位は、少なくとも前記内部空間に臨む内面が炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる。つまり、本発明の熱処理装置では、熱処理中の被処理体が、前記内部空間において、一方向に流動するプロセスガスに曝されると共に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）で取り囲まれた状態となる。
【0010】
このような配置としたことにより、熱処理によって、被処理体を取り囲む周辺部材である支持体（ホルダー）から、ＧａＮからなる被処理体の表面に向けて、水素（Ｈ２）や水（Ｈ２Ｏ）、有機物が拡散する現象を抑制できる。よって、ＧａＮ表面に水素（Ｈ２）や水（Ｈ２Ｏ）、有機物が拡散した場合に発生していた、ＧａＮからなる被処理体の表面の荒れ（いわゆる、ＧａＮ表面からのＮ抜け）」という現象の発生が低減される。これにより、ＧａＮからなる被処理体の耐熱性が向上し、表面の荒れが発生する温度を高温化することができる。したがって、本発明は、高温で熱処理を行った際に、ＧａＮ系の被処理体の表面に荒れが発生しにくい、熱処理装置の提供に貢献する。
【0011】
上述した作用・効果は、前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の前記内部空間に臨む内面に形成された被膜である形態において達成される。当然に、前記皮膜は、第一部位と前記第二部位の前記内部空間に臨む内面以外の面（外面や側面など）も覆う構成としてもよい。また、上述した作用・効果は、前記炭化ケイ素が被膜に限定されるものではない。すなわち、前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の本体である形態においても有効である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係る熱処理装置の一例を示す模式断面図。
【図3A】従来の熱処理装置における支持体（ホルダー）３０の一例を示す模式断面図。
【図4A】被処理体の表面荒れの原因を検討した模式断面図（熱処理前の状態）。
【図4B】被処理体の表面荒れの原因を検討した模式断面図（熱処理後の状態）。
【図5A】試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフ（圧力依存性）。
【図5B】試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフ（Ｈ２）。
【図5C】試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフ（Ｈ２Ｏ）。
【図5D】試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフ（Ｏ２）。
【図5E】試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフ（Ｍ／ｚ４３）。
【図6】被処理体の表面荒れの原因を検討した模式断面図（ＴＤＳ分析結果を反映）。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を用いて本発明を説明する。なお、各図面において同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。
【0014】
＜熱処理装置＞図１は、本発明に係る熱処理装置の一実施形態を示す模式的な断面図である。図１に示すように、本発明の熱処理装置は、管状のチャンバ１０と、チャンバ１０の内部に配され、ＧａＮからなる被処理体Ｓを保持する支持体（ホルダー）３０と、チャンバ１０の外部に配され、該チャンバ１０を介して被処理体Ｓを加熱する昇温手段２０と、を含んでいる。管状のチャンバ１０は、耐熱性が高く透光性に優れた部材が好ましく、たとえば石英が挙げられる。
【0015】
チャンバ１０は、該チャンバ１０の内部１０Ｋを減圧する手段Ａ（不図示）として所望の真空ポンプを備え、必要に応じて該チャンバ１０の内部１０Ｋを排気可能とされている。また、チャンバ１０は、該チャンバ１０の内部１０Ｋにおいてプロセスガス（図１には、太い矢印にてＮ２フローと表記」）を一方向へ誘導する手段Ｂ（不図示）を備えている。図１においては、チャンバ１０の右側１０ＫＥＮＴがプロセスガスを導入する側であり、左側１０ＫＥＸＴがプロセスガスを排出する側である。チャンバ１０の内部１０Ｋでは、プロセスガスは流れる位置に依存せず、右側１０ＫＥＮＴから左側１０ＫＥＸＴへ向けて、均等にかつ並行して流れるように構成されている。
【0016】
支持体（ホルダー）３０は、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２から構成されている。図１の右側に配置された横断面図に示すように、第一部位（サセプター）３１は、被処理体Ｓを載置する平板状のカーボン部材が本体を構成している。第二部位（リッド）３２は、第一部位（サセプター）３１において被処理体Ｓを載置する面（上面）３１ａに対して、横断面が下向きに開放されたコの字状を成すカーボン部材が本体を構成している。第二部位（リッド）３２は、第一部位３１の上面３１ａの外域部と接して一体を成すように配置される。これにより、前記プロセスガスの一方向の通気を可能とする内部空間３０Ｋと、この内部空間３０Ｋの入口、出口となる２つの開口部３０ＫＥＮＴ、３０ＫＥＸＴを形成している。
【0017】
本発明の熱処理装置における支持体（ホルダー）３０、すなわち、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２は、少なくとも内部空間３０Ｋに臨む内面が、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる。ここで、内部空間３０Ｋに臨む内面とは、第一部位（サセプター）３１においては被処理体Ｓを載置する面（上面）３１ａであり、第二部位（リッド）３２においては内側面３２ａ、３２ｂ及び内底面３２ｃである。
【0018】
本発明では、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の内部空間３０Ｋに臨む内面３１ａ、３２ａ、３２ｂ及び３２ｃを全て、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成とした。これにより、高温で熱処理した際に、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の本体を成すカーボンから放出される、水素（Ｈ２）や水（Ｈ２Ｏ）、有機物などが被処理体Ｓの表面に及ぼす影響を低減できる。その結果、被処理体Ｓの表面に生じる荒れを抑制することが可能となる（図２Ｂ）。
【0019】
カーボン本体を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆うことによる効果は、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の内部空間３０Ｋに臨む内面３１ａ、３２ａ、３２ｂ及び３２ｃ以外の面まで、すなわち、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の外面まで、カーボン本体を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆っても構わない（図２Ｃ）。この構成とするならば、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の内面、外面に関わらず、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の表面全域に亘って、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜を形成すればよいので、作製の容易性が得られる。
【0020】
なお、上述したカーボン本体を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う効果は、カーボン本体に代えて、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の本体としても得られる。したがって、本発明においては、前記炭化ケイ素が、前記第一部位と前記第二部位の本体である構成としてもよい。また、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の一方に、上述したカーボン本体を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成を採用し、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の他方に、前記炭化ケイ素からなる本体を用いる構成を適用してもよい。
【0021】
第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２からなる支持体（ホルダー）３０は、移動手段３３の先頭部３３ａに載置された状態で、チャンバ１０の外部と内部との間を移動可能とされている。熱処理中の支持体（ホルダー）３０は、移動手段３３に載置された状態で保持される。したがって、移動手段３３についても、上述した第一部位（サセプター）３１や第二部位（リッド）３２と同様の構成、すなわち、カーボン本体を炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成を採用することが好ましい。
【0022】
また、支持体（ホルダー）３０が移動手段３３の上で所定の位置を保ち、移動時や熱処理時に支持体（ホルダー）３０が移動手段３３から外れる等の不具合を防止するために、移動手段３３の先頭部３３ａに配置された、支持体（ホルダー）３０の第一部位（サセプター）３１が移動手段３３と接する領域おいて、移動手段３３の上面に第一部位（サセプター）３１が若干埋まるような凹部（たとえば１ｍｍ程度の深さの凹部）を設ける構成が好ましい。
【0023】
以下では、本発明の熱処理装置（図１）を用いて、ＧａＮからなる被処理体を、表１に示す活性化プロセス条件で熱処理する実験例について説明する。後述する実験例では、一部を除き、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の内部空間３０Ｋに臨む内面３１ａ、３２ａ、３２ｂ及び３２ｃを全て、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成とした支持体（ホルダー）３０を用いた。移動手段３３についても、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成とした。第一部位（サセプター）３１、第二部位（リッド）３２、及び移動手段３３は何れも、本体はカーボン（Ｃ）である。
【0024】
【表1】
【0025】
表１に示すように、上記活性化プロセスの熱処理は大気圧とした窒素雰囲気中で行われるが、熱処理前にチャンバ内部を一度、真空引きする操作を行った。以下では、本発明の熱処理装置（図１）を用い、活性化プロセス条件で熱処理した実験例のプロセス手順について述べる。
（１）第一部位（サセプター）３１に被処理体（ＧａＮ基板）Ｓを設置する。
（２）第二部位（リッド）３２を第一部位（サセプター）３１に設置し、支持体（ホルダー）３０とする。
（３）支持体（ホルダー）３０を移動手段３３に設置する。
（４）石英管からなるチャンバ１０の内部１０Ｋに、移動手段３３に載置された状態にある支持体（ホルダー）３０ごと、被処理体（ＧａＮ基板）Ｓを設置する。
【0026】
（５）チャンバ１０の内部１０Ｋを減圧する手段Ａ（不図示）を用い、チャンバ１０の内部１０Ｋを１０Ｐａ以下まで真空引きする。（６）チャンバ１０の内部１０Ｋに、Ｎ２からなるプロセスガスを導入する。
（７）チャンバ１０の内部１０Ｋを大気圧にする。その際、図１に示すように、チャンバ１０の右側１０ＫＥＮＴから左側１０ＫＥＸＴに向けてプロセスガスを一方向へ誘導する手段Ｂ（不図示）を用い、Ｎ２フロー（プロセスガスの一方向への流れ）を維持する。
【0027】
（８）ランプからなる昇温手段２０を用い、チャンバ１０を介して被処理体Ｓを加熱する。（９）被処理体Ｓの温度が１１００℃〜１３００℃の範囲において、所定の温度となるまで加熱し、その所定の温度を３０秒間維持する。
（１０）上記（８）〜（９）の熱処理を行った後、被処理体Ｓの温度が１００℃以下になるまで自然冷却した。この間、Ｎ２フローを維持する。
（１１）被処理体Ｓの温度が１００℃以下になった後、Ｎ２フローを停止する。
（１２）被処理体Ｓをチャンバ１０の内部から外部へ取り出す。
【0028】
以下の各実験例は、上述したプロセス手順に基づき熱処理を行った。（実験例１）
実験例１は、１１００℃にて熱処理した場合であり、本発明を代表する事例である。
本例は、図２Ａに示す支持体（ホルダー）３０を用いた。すなわち、図２Ａに示す支持体（ホルダー）３０とは、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の内部空間３０Ｋに臨む内面３１ａ、３２ａ、３２ｂ及び３２ｃを全て、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆う構成とした支持体（ホルダー）３０を用いた場合である。
図２Ｂは、本例の熱処理処理後の被処理体（ＧａＮ）の表面を示す写真である。後述する実験例２（従来）において発生した「表面の荒れ」は、図２Ｂの写真には観測されなかった。
【0029】
（実験例２）実験例２は、実験例１と同様に、１１００℃にて熱処理した場合である。ただし、実験例２では、図２Ａに示す支持体（ホルダー）に代えて、図３Ａに示すように、カーボン（Ｃ）本体のみからなる第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の構成とした支持体（ホルダー）３０を用いた点が実験例１と異なる。すなわち、実験例２は、カーボン（Ｃ）本体からなる第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２が、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる被膜で覆われていない場合である。
図３Ｂは、本例の熱処理処理後の被処理体（ＧａＮ）の表面を示す写真である。図３Ｂの写真から、実験例２の熱処理した被処理体には「表面の荒れ（黒い粒状に見える箇所（凸部）」が存在することが分かった。
【0030】
しかしながら、実験例１（ＳｉＣコート）と実験例２（標準）では、被処理体の温度プロファイルには有意差がないことが確認された。
【0031】
本発明者らは、上述した実験結果（図２Ｂ、図３Ｂ）を踏まえて、ＳｉＣコートを設けたことにより「表面の荒れ」が抑制された原因について検討した。図４Ａと図４Ｂは、被処理体の表面荒れの原因を検討した模式断面図であり、図４Ａは熱処理前の状態を、図４Ｂは熱処理後の状態を、それぞれ表している。
【0032】
熱処理前の状態にあるＧａＮからなる被処理体Ｓは、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２で構成された支持体（ホルダー）３０の内部空間３０Ｋに内在されている。第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２がカーボン本体からなる場合（実験例２：標準）には、カーボンが吸湿性が高いので、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２は、その表面や本体内に、残留水分や酸素が存在している。
【0033】
これを熱処理すると、図４Ｂに示すように、第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２の表面や本体内に存在した残留水分や酸素が、ＧａＮからなる被処理体Ｓの表面に拡散し、ＧａＮからなる被処理体Ｓの表面と化学反応を起こしＮ抜けを促進した結果、ＧａＮからなる被処理体Ｓの表面に「荒れ」が発生したのではないかと、本発明者らは考察した。
【0034】
本発明者らは、この考察を検証するため、後述する４つの試料Ａ〜Ｄを用い、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ：Thermal Desorption Spectrometry）により、各試料から放出されるガス成分を調査した。
【0035】
試料Ａは、未処理のカーボンバルク（実験例２のカーボン本体からなる支持体に相当）である。試料Ｂは、試料Ａのカーボンバルクに対して、１１００℃で３０秒間の熱処理を施したものである。試料Ｃは、試料Ａのカーボンバルクを、純水に６０分間浸漬させた後、自然乾燥させたものである。試料Ｄは、未処理のＳｉＣ焼結体バルク（実験例１のＳｉＣ被覆された支持体に相当）である。
【0036】
図５Ａは試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフであり、圧力依存性を示している。図５Ｂ〜図５Ｅは試料Ａ〜ＤのＴＤＳ分析結果を示すグラフであり、質量電荷比に応じて分離、測定された、水素（Ｈ２）の結果が図５Ｂ、水（Ｈ２Ｏ）の結果が図５Ｃ、酸素（Ｏ２）の結果が図５Ｄ、有機物（Ｍ／ｚ４３）の結果が図５Ｅである。
【0037】
図５Ａ〜図５Ｅより、以下の点が明らかとなった。（５ａ）ＳｉＣバルク（試料Ｄ）と比較して、カーボンバルク（試料Ａ〜Ｃ）は圧力上昇が観測された（図５Ａ）。
（５ｂ）カーボンバルク（試料Ａ〜Ｃ）では昇温中かつ比較的低い温度帯域（１００℃〜５００℃）から、水素（Ｈ２）や水（Ｈ２Ｏ）、有機物（Ｍ／ｚ４３）が観測された（図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｅ）。
（５ｃ）水（Ｈ２Ｏ）については、空焼き［１１００℃で３０秒間の熱処理］の効果が観測された（図５Ｃ）。
（５ｄ）有機物（Ｍ／ｚ４３）については、カーボンバルク（試料Ａ〜Ｃ）に比較して、ＳｉＣバルク（試料Ｄ）が圧倒的に少ないことが分かった（図５Ｅ）。
【0038】
本発明者らは、上述した実験結果（図５Ａ〜図５Ｅ）を踏まえて、ＳｉＣコートを設けたことにより「表面の荒れ」が抑制された原因について再度検討した。図６は、被処理体の表面荒れの原因を検討した模式断面図であり、熱処理後の状態を表している。
熱処理によって周辺部材［第一部位（サセプター）３１と第二部位（リッド）３２）］から、ＧａＮ基板（被処理体）の表面に、水素（Ｈ２）や水（Ｈ２Ｏ）、有機物（Ｍ／ｚ４３）が拡散する。これにより、ＧａＮからなる被処理体の表面と化学反応を起こしＮ抜けを促進した結果、ＧａＮからなる被処理体Ｓの表面に「荒れ」が発生したのではないかと、本発明者らは考察した。また、これに伴い、ＧａＮ基板の耐熱性の低下も発生したと考えられる。
【0039】
このように、本発明の熱処理装置によれば、高温で熱処理を行った際に、ＧａＮ系の被処理体の表面に荒れが発生しにくい、熱処理プロセスを構築することが可能となる。つまり、本発明は、ＧａＮを用いたパワーデバイス用途に好適な熱処理装置の提供に貢献する。
【産業上の利用可能性】
【0040】
本発明は、高温で熱処理を行った際に、ＧａＮ系の被処理体の表面に荒れが発生しにくい熱処理装置の提供に貢献する。この熱処理装置は、ＧａＮを用いたパワーデバイス用途などの製造工程において、安定した熱処理プロセスの構築をもたらす。
【符号の説明】
【0041】
Ｂ プロセスガスを一方向へ誘導する手段、Ｓ 被処理体、１０ チャンバ、１０Ｋ チャンバの内部、１０ＫＥＮＴ プロセスガスを導入する側（チャンバの右側）、１０ＫＥＸＴ プロセスガスを排出する側（チャンバの左側）、２０ 昇温手段、３０ 支持体（ホルダー）、３０Ｋ 内部空間、３０ＫＥＮＴ 内部空間の入口となる開口部、３０ＫＥＸＴ 内部空間の出口となる開口部、３１ 第一部位（サセプター）、３１ａ 内面、３２ 第二部位（リッド）、３２ａ、３２ｂ 第二部位の内側面（内面）、３２ｃ 第二部位の内底面（内面）、３３ 移動手段、３３ａ 移動手段の先頭部３３ａ。