(57)【要約】【課題】  基板表面の単結晶シリコン層を歪みなく均一に単結晶炭化シリコンに変成させる。【解決手段】  炭素含有ガスの供給下で、棒状の赤外線ヒータ４０４を用いて、それを直角方向に移動させつつ基板１００の表面を加熱して表面のシリコンを炭化シリコンに変成させる。【選択図】      図６
2007027646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に単結晶シリコン層を有する基板の該表面に炭素を含有するガスを供給し、
該炭素含有ガスの供給下で、最も加熱される位置を走査しつつ該基板表面を加熱することによって、単結晶シリコンを単結晶炭化シリコンに変成させることを含む単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項２】
前記最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することは、最加熱点を二次元的に走査することを含む請求項１記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項３】
前記最加熱点を二次元的に走査しつつ加熱することは、集光した赤外線ランプの熱線の照射位置を走査することを含む請求項２記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項４】
前記最加熱点を二次元的に走査しつつ加熱することは、赤外線レーザの照射位置を走査することを含む請求項２記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項５】
前記最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することは、線状に分布する最加熱位置を該分布の方向と交差する方向へ走査することを含む請求項１記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項６】
前記分布の方向と交差する方向へ走査することは、線状の赤外線ヒータと前記基板との相対位置を該赤外線ヒータの伸びる方向と交差する方向へ走査することを含む請求項５記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項７】
帯状の窓が設けられ、照射された赤外線の５０％以上を吸収する第１の赤外線吸収体を前記基板の前記表面に対向して置くことをさらに含み、
前記最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することは、該第１の赤外線吸収体の窓と該基板との相対位置を走査しつつ、該第１の赤外線吸収体を介して基板表面に赤外線を照射することを含む請求項１，２または５記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項８】
前記基板の前記第１の赤外線吸収体とは反対側に位置して該第１の赤外線吸収体とともに該基板を収容する箱体を形成し、照射された赤外線の５０％以上を吸収する第２の赤外線吸収体を置くことをさらに含む請求項７記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１および第２の赤外線吸収体はアモルファス炭素と該アモルファス炭素中に均一に分散した結晶性炭素とを含む複合炭素材料を有する請求項８記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項１０】
前記炭素原子含有ガスは水素ガスと炭化水素ガスの混合ガスである請求項１〜９のいずれか１項記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板は前記単結晶シリコン層の下に酸化シリコンの絶縁層を有する請求項１〜１０のいずれか１項記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項１２】
前記炭素含有ガスの供給下の加熱を続行することによって前記単結晶炭化シリコンの薄膜の上に炭素薄膜を堆積させ、
前記炭素含有ガスの少なくとも一部を酸素ガスが混合された不活性ガスで置換することによって該炭素薄膜を除去することをさらに含む請求項１〜１１のいずれか１項記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項１３】
前記炭素薄膜の除去後において、シラン系ガスを含む混合ガスを供給して、前記単結晶炭化シリコンの薄膜の上に新たな単結晶炭化シリコン薄膜を成長させることをさらに含む請求項１２記載の単結晶炭化シリコン基板の製造方法。
【請求項１４】
表面に単結晶シリコン層を有する基板を収容するための成膜室と、
該成膜室内の基板の表面に炭素を含有するガスを供給するためのガス供給手段と、
該炭素含有ガスの供給下で、最も加熱される位置を走査しつつ該基板表面を加熱するための加熱手段とを具備する単結晶炭化シリコン基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面に単結晶炭化シリコン層を有する単結晶炭化シリコン基板の製造方法およびその製造装置に関する。本発明の単結晶炭化シリコン基板の製造方法は特に、ＳｉＯ2の絶縁層上に光デバイスとして用いるＧａＮと物性定数の近いＳｉＣ層を形成したＳｉＣ／ＯＩ（ＳｉＣ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を得るために、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板における埋め込み絶縁層上の単結晶シリコン層を単結晶炭化シリコン層に変成させる場合に適した手法である。
【背景技術】
【０００２】
表面に単結晶炭化シリコンの層を有する基板は、単結晶シリコンの基板の表面に炭素を含む原料ガスを供給しつつ基板の表面を加熱して単結晶シリコンを単結晶炭化シリコンに変成させることによって得ることができる。
【０００３】
しかしながら、ＳＯＩ基板表面のＳｉ層をＳｉＣに変成させてＳｉＣ／ＯＩ構造を得る場合に上記の手法を適用すると、シリコン層直下の埋め込み絶縁層が加熱により軟化もしくは溶融し、これにより単結晶炭化シリコンに変成されなかったシリコン層の塊が埋め込み絶縁層に埋没するなどの問題がある。
【０００４】
下記特許文献１には、この問題を回避するため、炭化シリコンに変成させる単結晶シリコン層の膜厚を１０nm以下とし、その表面に炭素源ガスを供給しつつ赤外線を照射して単結晶シリコンの薄膜を加熱して短時間で変成させ、その後、単結晶炭化シリコンに変成された薄膜の上に新たな単結晶炭化シリコン層を成長させることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２９６５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記手法においても、均一な単結晶炭化シリコン薄膜を得ることが課題となっている。すなわち、Ｓｉ→ＳｉＣの固体反応により単結晶シリコン層をそれとは格子定数の異なる単結晶炭化シリコンに変成させる場合、基板全体に赤外線を照射して加熱すると、表面に複数の核が形成されてそれぞれが成長するので、それらの間にグレイバインダリーなどの微小なひずみが発生して均一な表面を得ることができない、という問題がある。
【０００７】
より詳細に説明すれば、一般的にシリコン上に炭化シリコンを形成する際には、シリコン表面に存在する９０度回転したダイマー結合の履歴を反映した形で、炭化シリコン層がエピタキシャル成長される。これにより炭化シリコン層は、シリコンと炭素の結合配位が異なるアンチフェーズが存在し、その境界ではアンチフェーズバンダリーといわれる結晶欠陥が発生する。シリコン表面でのダイマー結合は制御することができず、表面に無秩序に生成されている為に、形成される炭化シリコン層には必然的にこの結晶欠陥が形成されてしまう。この結果、結晶性が低下するため、その炭化シリコン層に形成した電子素子等の特性を劣化させる、という問題点がある。
【０００８】
したがって本発明の目的は、基板表面の単結晶シリコン層を均一に変成させて均一な単結晶炭化シリコンの表面を得ることのできる製造方法とその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、表面に単結晶シリコン層を有する基板の該表面に炭素を含有するガスを供給し、該炭素含有ガスの供給下で、最も加熱される位置を走査しつつ該基板表面を加熱することによって、単結晶シリコンを単結晶炭化シリコンに変成させることを含む単結晶炭化シリコン基板の製造方法が提供される。
【００１０】
最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することにより、単一の核から成長した歪みのない均一な表面を有する炭化シリコン層が得られる。
【００１１】
前記最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することは、例えば最加熱点を二次元的に走査することを含む。
【００１２】
或いはまた、前記最加熱位置を走査しつつ基板表面を加熱することは、線状に分布する最加熱位置を該分布の方向と交差する方向へ走査することを含む。
【００１３】
このように、局所領域のみ炭化シリコン層の成長を行い、その局所的に成長させた炭化シリコン種層に従って二次的・経時的に炭化シリコン層を成長させることで、下地シリコンのダイマー結合の履歴を無視した形で、結晶成長を実施することが可能となる。これにより上記結晶欠陥を軽減、もしくは消滅させ、結晶性の優れた炭化シリコン層が得られる。
【００１４】
本発明によれば、表面に単結晶シリコン層を有する基板を収容するための成膜室と、該成膜室内の基板の表面に炭素を含有するガスを供給するためのガス供給手段と、該炭素含有ガスの供給下で、最も加熱される位置を走査しつつ該基板表面を加熱するための加熱手段とを具備する単結晶炭化シリコン基板の製造装置もまた提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の単結晶炭化シリコン基板の製造方法を、前述の特許文献１に記載された絶縁層埋め込み型単結晶炭化シリコン基板の製造方法の第１ステップに適用した場合を例にとって説明する。
【００１６】
本発明の実施形態を説明する前に、前述の特許文献１に記載された絶縁層埋め込み型単結晶炭化シリコン基板の製造方法について説明する。
【００１７】
図１は特許文献１に記載された絶縁層埋め込み型半導体炭化シリコン基板の製造装置の概略的説明図、図２は同製造装置の制御部を説明するためのブロック図、図３はこの絶縁層埋め込み型半導体炭化シリコン基板の製造方法の各工程を示す概略的説明図である。なお、図３における各層の厚さ寸法は図示の都合上、具体的なものとは相違している。
【００１８】
図１の絶縁層埋め込み型半導体炭化シリコン基板の製造装置は、シリコン基板１１０（図３）上に設けられた埋め込み絶縁層１２０とこの埋め込み絶縁層１２０上に形成された表面シリコン層１３０とを有するＳＯＩ基板１００を成膜室２００内に設置し、この成膜室２００内で絶縁層埋め込み型単結晶炭化シリコン基板を製造する装置であって、ＳＯＩ基板１００が設置される成膜室２００と、絶縁層埋め込み型半導体炭化シリコン基板の製造に必要な各種のガスを成膜室２００に供給するガス供給手段３００と、ＳＯＩ基板１００の表面シリコン層１３０に向けて赤外線を照射する赤外線照射手段４００と、ガス供給手段３００と赤外線照射手段４００とを制御する制御部５００とを具備している。
【００１９】
ＳＯＩ基板１００は、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｉｍｐｌａｎｔｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ）基板である（図３の（Ａ）参照）。このＳＯＩ基板の表面シリコン層１３０の膜厚は１０nm以下であり、具体的には２nm〜４nmの間である。なお、ＳＩＭＯＸ基板以外のＳＯＩ基板１００を用いることも可能である。
【００２０】
成膜室２００は、図１に示すように、石英等から構成されており、その内部はＳＯＩ基板１００が載置されるステージ２２０が設けられている。このステージ２２０は石英やセラミックスで構成されている。石英には透明石英、不透明石英、黒色石英等があり、赤外線の吸収が各々異なる。すなわち、石英は、その種類によって赤外線により熱せられる度合いが異なる。このため、ステージ２２０に石英を用いる場合には、ＳＯＩ基板１００の載置面の温度に与える影響等を考慮した上で、その材質を適宜選択する。なお、ＳＯＩ基板１００等は図示しない出入口からＳＯＩ基板１００等が出し入れされる。
【００２１】
この成膜室２００には、ステージ２２０に載置されたＳＯＩ基板１００に対向する位置に赤外線照射手段４００が取り付けられている。また、成膜室２００の外部には、内部の温度を検知するためのパイロメータ７００（図２参照）が成膜室２００内に向けて設置されている。
【００２２】
成膜室２００は、当該成膜室２００の内部に各種のガスを供給するガス供給手段３００と、前記各種のガスを排出するための排気手段６００とが取り付けられている。なお、成膜室２００の内部の圧力は大気圧と同等にしてある。
【００２３】
ガス供給手段３００は、水素ガスＧ１を供給する水素ガス供給部３１０と、炭化水素系ガスＧ２を供給する炭化水素系ガス供給部３２０と、酸素ガスＧ３を供給する酸素ガス供給部３３０と、不活性ガスＧ４（純粋な不活性ガスを含む）としてのアルゴンガスを供給する不活性ガス供給部３４０と、シラン系ガスＧ５を供給するシラン系ガス供給部３５０とを有している。これらのガス供給部３１０〜３５０は切換弁３６１〜３６５（図２）に各々接続されており、供給管３７０を介して成膜室２００に接続されている。なお、混合ガスの供給方法は目的に応じて選定される。
【００２４】
水素ガスＧ１はキャリアガスである。炭化水素系ガスＧ２としてはプロパンガスを、不活性ガスＧ４としてはアルゴンガス、シラン系ガスＧ５としてはシリコン原子と炭素原子とが含まれるモノメチルシランガスが用いられる。なお、シラン系ガスＧ５としてはモノメチルシランガスの他に、シリコン原子と炭素原子とが含まれるジメチルシランガス、トリメチルシランガス等を使用することもできる。
【００２５】
赤外線照射手段４００は、約８００nmの波長の赤外線を出力する一般的な赤外線照射装置であり、ランプ部分が成膜室２００内に配設されている。一方、赤外線照射手段４００の配線設備は成膜室２００外に設けられている。赤外線照射手段４００は位置調整可能に構成されている。具体的には、Ｘ軸、Ｙ軸及び回転軸を有する機構部を有しており、この機構部が制御部５００によって制御されるようになっている。これにより赤外線の照射領域や照射角度を必要に応じて適宜調整することができる。ここでは、赤外線照射手段４００の位置は赤外線がＳＯＩ基板１００の表面シリコン層１３０の表面全域に向けて照射されるように設定されている。なお、赤外線照射手段４００の位置を調整して変更し、表面シリコン層１３０を局所的に単結晶炭化シリコン薄膜１４０に変成させることもできる。赤外線照射手段４００は近遠赤外線（波長が約７００nm〜２５００nm）を出力できるものであれば良い。
【００２６】
制御部５００は、ここではシーケンサが用いられており、入力ポートには、パイロメータ７００が電気的に接続されている一方、出力ポートには、切換弁３６１〜３６５、排気手段６００の切換弁及び赤外線照射手段４００が電気的に接続されている。制御部５００は、パイロメータ７００の検出結果を入力しつつ、所定のシーケンスパターンに基いて各部のＯＮ／ＯＦＦを制御するようになっている。
【００２７】
以下、制御装置Ａの制御部５００の制御方法を説明すると共に、当該制御装置Ａを用いた絶縁層埋め込み型半導体炭化シリコン基板を製造する方法について説明する。まず、成膜室２００内のステージ２２０上にＳＯＩ基板１００を設置する。
【００２８】
その後、切換弁３６１及び３６２を切り換え、水素ガス供給部３１０から１０００cc／分の水素ガスＧ１を、炭化水素ガス供給部３２０から１０cc／分の炭化水素系ガスＧ２を各々噴出させる。これにより混合ガス（Ｇ１＋Ｇ２）を成膜室２００内に供給する。一方、赤外線照射手段４００に通電し、赤外線をＳＯＩ基板１００の表面シリコン層１３０に向けて照射する。これにより表面シリコン層１３０の温度を当該表面シリコン層１３０を単結晶炭化シリコン薄膜１４０に変成させるのに必要な温度（約１２００℃）に上昇させ、この状態を３０分間維持して当該表面シリコン層１３０を単結晶炭化シリコン薄膜１４０に変成させる（第１の工程、図３の（Ｂ）参照）。
【００２９】
このように表面シリコン層の膜厚を２〜４nm程度とし、赤外線のみで、ＳＯＩ基板１００の表面シリコン層１３０を単結晶炭化シリコン薄膜１４０に変成させるのに必要な温度（約１２００℃）を得るようにすると、表面シリコン層１３０は赤外線を吸収し、その温度が約１２００℃となる。一方、埋め込み絶縁層１２０は赤外線をほとんど吸収せず、表面シリコン層１３０等からの熱伝導によってその温度が約２５０℃と低い値になる。すなわち、埋め込み絶縁層１２０は、その温度が表面シリコン層１３０と同様に上昇せず、約２５０℃と低い温度となることから、溶解や軟化といった不要な変化が起こらない。なお、ＳＯＩ基板１００の表面シリコン層１３０を単結晶炭化シリコン薄膜１４０に変成させるのに必要な温度は５００℃〜１４５０℃の間であれば良い。
【００３０】
前記第１の工程の後、この第１の工程の前記状態と同一の状態をさらに３０分間継続して保ち、これにより単結晶炭化シリコン薄膜１４０の上に炭素薄膜１５０を堆積させる（第２の工程、図３の（Ｃ）参照）。
【００３１】
この第２の工程後、切換弁３６３及び３６４を切り換え、不活性ガス供給部３４０から１０００cc／分の不活性ガスＧ４を、酸素ガス供給部３３０から１００cc／分の酸素ガスＧ３を各々噴出させる。これにより混合ガス（Ｇ３＋Ｇ４）を成膜室２００内に供給する。これと共に、排気手段６００の切換弁を所定時間開け、これにより混合ガス（Ｇ１＋Ｇ２）を成膜室２００の外部に排出する。このようにして混合ガス（Ｇ１＋Ｇ２）を混合ガス（Ｇ３＋Ｇ４）に置き換える。一方、赤外線照射手段４００の通電時間や供給電力等を制御して炭素薄膜１５０の温度を当該炭素薄膜１５０をエッチングして除去するのに必要な温度（５５０℃以上）とし、この状態を１０分間維持して当該炭素薄膜１５０をエッチングして除去する（第３の工程、図３の（Ｄ）参照）。
【００３２】
このように炭素薄膜１５０の温度を５５０℃以上に１０分間維持すると、この炭素薄膜１５０は、Ｃ＋Ｏ→ＣＯ若しくは、Ｃ＋Ｏ2→ＣＯ2という化学変化を起こし、一酸化炭素ガス若しくは二酸化炭素ガスに変化する。これにより、炭素薄膜１５０はエッチングされて除去される。
【００３３】
第３の工程の後、切換弁３６４を切り換え、不活性ガス供給部３４０から不活性ガスＧ４を噴出させる。これにより不活性ガスＧ４を成膜室２００内に供給する。これと共に、排気手段６００の切換弁を所定時間開け、これにより混合ガス（Ｇ３＋Ｇ４）を成膜室２００の外部に排出する。このようにして混合ガス（Ｇ３＋Ｇ４）を当該不活性ガスＧ４に置き換える。このように混合ガス（Ｇ３＋Ｇ４）を純粋な不活性ガスＧ４に置き換えることにより酸素ガスＧ３と後述するシラン系ガスとが爆発的に反応する危険性を回避する。
【００３４】
その後、切換弁３６１及び３６５を切り換え、水素ガス供給部３１０から１０００cc／分の水素ガスＧ１を、シラン系ガス供給手段３５０から１０cc／分のシラン系ガスＧ４を各々噴出させる。これにより混合ガス（Ｇ１＋Ｇ５）を成膜室２００内に供給する。一方、赤外線照射手段４００の通電時間や供給電力等を制御して単結晶炭化シリコン薄膜１４０の上に新たな単結晶炭化シリコン薄膜１６０を成長させるのに必要な温度（約１２００℃）とし、この状態を３０分間維持して当該単結晶炭化シリコン薄膜１４０の上に新たな単結晶炭化シリコン薄膜１６０を成長させる（第４の工程、図３の（Ｅ）参照）。
【００３５】
このようにシラン系ガスＧ５が単結晶炭化シリコン薄膜１４０の上で分解及び反応することで、当該単結晶炭化シリコン薄膜１４０上にさらなる単結晶炭化シリコン薄膜１６０が形成される。なお、単結晶炭化シリコン薄膜１４０の上に新たな単結晶炭化シリコン薄膜１６０を成長させるのに必要な温度は５００℃〜１４５０℃の間であれば良い。
【００３６】
以上のようにして、単結晶炭化シリコン薄膜１４０，１６０を有する絶縁層埋め込み型単結晶炭化シリコン基板が製造される。
【００３７】
図４および図５は本発明の一実施形態を説明する図である。本発明の一実施形態においては、図４に示すように、赤外線照射手段４００からの赤外線がレンズ４０２で集光されて基板１００の表面に照射される。そして、集光された赤外線の照射点（最加熱位置）が二次元的に、例えば図５に示すように走査される。これ以外の点は、前述した特許文献１に記載されたものと同じで良い。
【００３８】
一般的にシリコン上に炭化シリコンを形成する際には、シリコン表面に存在する９０度回転したダイマー結合の履歴を反映した形で、炭化シリコン層がエピタキシャル成長される。これにより炭化シリコン層は、シリコンと炭素の結合配位が異なるアンチフェーズが存在し、その境界ではアンチフェーズバンダリーといわれる結晶欠陥が発生する。シリコン表面でのダイマー結合は制御することができず、表面に無秩序に生成されている為に、形成される炭化シリコン層には必然的にこの結晶欠陥が形成されてしまう。この結果、結晶性が低下するため、その炭化シリコン層に形成した電子素子等の特性を劣化させる。
一方、当該技術によって局所領域のみ炭化シリコン層の成長を行い、その局所的に成長させた炭化シリコン種層に従って二次的・経時的に炭化シリコン層を成長させることで、下地シリコンのダイマー結合の履歴を無視した形で、結晶成長を実施することが可能となる。これにより上記結晶欠陥を軽減、もしくは消滅させ、結晶性の優れた炭化シリコン層が得られる。
集光された赤外線の代わりに赤外線レーザからの赤外線を用いても良い。
【００３９】
図６は本発明の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、基板１００の表面の上方に赤外線ランプ４００の代わりに棒状の赤外線ヒータ４０４が置かれ、この赤外線ヒータ４０４が伸びる方向と交差する方向、好ましくは直角方向に赤外線ヒータ４０４と基板１００のいずれか一方を移動しつつ加熱が行なわれる。これにより、赤外線ヒータ４０４の直下に線状に分布する最加熱位置がその直角方向に移動して、いわゆる「一方向加熱」が行なわれ、歪みのない均一な表面を有する炭化シリコン基板が得られる。
【００４０】
棒状の赤外線ヒータ４０４としては、特許第３１７３８００号に記載されているような、アモルファス炭素とアモルファス炭素中に均一に分散した黒鉛粉末からなる成形性に優れた複合炭素材料に、固有抵抗値の調節のための窒化硼素などの絶縁材料を均一に分散させた炭素系発熱体を使用することができる。
【００４１】
図７は本発明のさらに他の実施形態を示す。本実施形態では、赤外線ランプ４００と基板１００の間に、帯状の窓４１２が開けられた赤外線吸収体としての複合炭素板４１０が置かれ、複合炭素板４１０と基板１００のいずれか一方を帯状の窓が伸びる方向に直角に移動しつつ加熱が行なわれる。
【００４２】
基板１００の表面は、赤外線ランプ４００から帯状の窓４１２を経て直接到達する赤外線で線状に加熱されるとともに、赤外線ランプ４００からの赤外線を吸収した複合炭素板４１０からの輻射熱により加熱される。そして、複合炭素板４１０と基板１００のいずれか一方を帯状の窓４１２が伸びる方向に直角に移動しつつ加熱することにより、帯状の窓４１０の直下に線状に分布する最加熱位置がその直角方向に移動していわゆる「一方向加熱」が行なわれ、歪みのない均一な表面を有する炭化シリコン基板が得られる。
【００４３】
複合炭素板４１０は、アモルファス炭素（ガラス状炭素）とアモルファス炭素中に均一に分散した結晶性炭素粉末（特に黒鉛）とからなり、表１に示すように、高い熱伝導率、充分な曲げ強度、および気体不透過性といった、単結晶炭化シリコン基板製造用の赤外線吸収体として必要な特性をすべて備えており、成形後の加工性にも優れている。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
表１において、本発明において用いられる黒鉛／ガラス状炭素複合材料からなる炭素板は、曲げ強さの点ではガラス状炭素にわずかに劣っているが、そのガラス状炭素は熱伝導率の点で黒鉛／ガラス状炭素複合材料に著しく劣っている。また、熱伝導率の点では等方性高密度炭（黒鉛）の方が優れているが、曲げ強さおよび気体透過性の点で黒鉛／ガラス状炭素複合材料に著しく劣っている。
【００４６】
この黒鉛／ガラス状炭素複合炭素板は、例えば以下のようにして得ることができる。フラン樹脂（日立化成工業（株）製  ヒタフランＶＦ−３０２）９２部に天然鱗状黒鉛粉末（日本黒鉛工業（株）製  平均粒度１μｍ）８部を添加して、充分に分散、混合することで、基板用液状材料を得、次に、この液状材料をドクターブレードタイプ塗工機に投入し、塗工後固化させることでグリーンシートを作製する。グリーンシートを所要の形状に加工後乾燥炉内で加熱硬化処理を施すことで硬化板を得、得られた硬化板を、窒素ガス雰囲気下１０００℃まで５０時間で昇温させ炭素化処理した後、真空高温炉により１４００℃処理を施すことで、ガラス状炭素／黒鉛の割合が質量比で約８０／２０の炭素板が得られる。この炭素板を切削加工して所望の寸法および形状の帯状の窓を有する赤外線吸収体が得られる。
【００４７】
図８は本発明のさらに他の実施形態を示す。本実施形態においては、図７の実施形態の構成に加えて、第２の赤外線吸収体としての複合炭素材料からなるカーボンサセプタ４２０が、複合炭素板４１０との間で基板１００を収容する箱体を形成するようにして設けられる。石英はそれに照射された赤外線の９０％以上を透過させるのに対して、炭素の場合は逆にその７０％以上を吸収する。そのような炭素材料からなるカーボンサセプタ４２０を設けることにより、これが複合炭素板４１０からの輻射熱を吸収して昇温するので基板１００の温度勾配が緩和されて基板１００の表面を短時間のうちに所望の温度まで加熱することができる。カーボンサセプタ４２０の厚みは温度を均一にするため４mm以下、好ましくは２mm程度とする。黒鉛／ガラス状炭素複合材料は、焼成炭素化した後において精密に加工することが容易であるので（表１参照）、この点においてもカーボンサセプタ４２０および炭素板４１０の材料として優れている。この黒鉛／ガラス状炭素複合材料の他にも炭化シリコンを含む炭素板も用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】特許文献１に記載の絶縁層埋め込み型炭化シリコン基板の製造装置の概略的説明図である。
【図２】図１の製造装置の制御部を説明するためのブロック図である。
【図３】絶縁層埋め込み型炭化シリコン基板の製造方法の各工程を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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