[发明专利]发热体及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种发热体及其制造方法。

【背景技术】

作为成膜法之一，已知有发热体CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)法。发热体CVD法亦被称为Cat-CVD法或热线CVD法，其是使原料气体与发热后的发热体接触并分解，使所生成的化学种直接或在气相中经过反应过程后以薄膜形式堆积在被蒸镀物的表面上的方法(例如参见专利文献1)。

金属钽被广泛用作发热体。然而，金属钽在高温下的蠕变强度较弱，耐久性较差。已知通过将金属钽的表面碳化，其耐久性会提高。作为碳化方法，揭示有如下技术：在腔室内设置包含钽的钽线，将碳源导入到腔室内，对钽线进行通电加热，从而在钽线的表面形成包含碳化钽的周缘部(例如参见专利文献2)。另外揭示有下述方法：在真空热处理炉内，将形成于钽表面的自然氧化膜去除后，将碳源导入至真空热处理炉内，进行热处理，从而由钽表面形成钽的碳化物(例如参见专利文献3)。完全碳化后的钽线具有甚至无法进行伴有物理接触的一般性操作的非常脆弱的难点，但通过将钽的至少一部分转换为碳化钽，能够容易地进行操作(例如参见专利文献4)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：WO2012/091095号公报

专利文献2：日本专利特开2012-41576号公报

专利文献3：日本专利特开2005-68002号公报

专利文献4：日本专利特表2010-530604号公报

【发明内容】

[发明所要解决的问题]

为了能够将发热体CVD法用于例如塑料瓶的涂布等生产线中，要求反复使用发热体。然而，对于专利文献2和专利文献3的发热体来说，经发明人的深入研究，其无法耐受2000次的反复成膜，期望耐久性更高的发热体。另外，若发热体完全碳化，则如上所述，其变得脆弱而难以安装至成膜装置中。在如专利文献2或专利文献3那样利用甲烷等烃类气体部分地碳化的情况下，由于碳化钽与金属钽的热膨胀率不同，因而在发热体的加热时间被延长、或者由于成膜处理的反复进行而使得发热体的温度亦反复升降的情况下，在碳化钽与金属钽的界面附近可能会产生剥离或空隙。若产生这种剥离或空隙，则发热体容易大幅变形，或者在通电加热的情况下，变得容易局部出现过度加热，成为物理/热性问题的主要原因。

本发明的目的在于提供一种耐久性较高的发热体及其制造方法。

[解决问题的技术手段]

本发明之发热体特征在于，其包含：具有金属钽相的第1层、以及覆盖上述第1层的周围且具有碳化钽相的第2层，并且上述第1层与上述第2层的界面部的硅浓度高于该界面部以外的部分的硅浓度。

本发明的发热体中，优选上述第2层的内周部的硅浓度高于该内周部以外的部分的硅浓度。

本发明的发热体中，上述第1层的截面积相对于上述发热体的截面积的比率优选为0.07以上0.64以下。

本发明的发热体的制造方法的特征在于，其包括：设置工序，将以钽为主成分的基材设置于真空腔室内；以及加热工序，将含硅烃气体导入至上述真空腔室内，对设置于上述真空腔室内的上述基材进行加热，将硅原子从上述基材的外表面导入至上述基材的内部。

本发明的发热体的制造方法中，优选上述基材为线状或带状，在上述加热工序中，对设置于上述真空腔室内的上述基材进行通电加热。

本发明的发热体的制造方法中，优选在上述加热工序中，在1600℃以上且小于2400℃的温度下对上述基材进行加热。

[发明效果]

本发明能够提供耐久性高的发热体及其制造方法。

【附图说明】

图1是表示本实施方式的发热体的一例的剖面图。

图2是本实施方式的发热体的制造方法中使用的制造装置的概要构成图。

图3是表示反复成膜后的发热体的状态的照片。

图4是发热体的剖面状态及SIMS分析结果。

图5是实施例4的发热体的剖面状态及SIMS分析结果。

【具体实施方式】

其次，揭示实施方式而对本发明进行详细说明，但本发明不限于该等记载所作的诠释。只要发挥本发明的效果，则实施方式亦可进行各种变形。