[发明专利]钽构件的渗碳处理方法和钽构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种钽构件的渗碳处理方法以及由该方法所得的钽构件，该方法是用于对由钽或钽合金构成的钽容器和盖等的构件实施使碳从该构件表面向内部渗透的渗碳处理的方法。

背景技术

碳化硅(SiC)被认为可以实现在硅(Si)和砷化钡(BaAs)等以往的半导体材料中不能实现的高温、高频、耐电压、耐环境性，因而期待成为下一代动力装置、高频装置用半导体材料。

在专利文献1中，有在将单晶碳化硅基板的表面进行热退火时、及在单晶碳化硅基板上使碳化硅单晶成长时，使用在表面形成碳化钽层的钽容器作为腔室的提案。其中报告了：通过在表面具有碳化钽层的钽容器内收纳单晶碳化硅基板，并将其表面进行热退火或在其表面使碳化硅单晶成长，就能够形成表面平坦化且缺陷少的单晶碳化硅基板或碳化硅单晶层。

在专利文献2和专利文献3中，有使碳在钽或钽合金的表面渗透而在表面形成钽的碳化物时，使表面的自然氧化膜的Ta₂O₅升华除去后再使碳渗透的提案。

但是，对于钽容器和钽盖的具体的渗碳处理方法则尚未探讨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-16691号公报

专利文献2：日本特开2005-68002号公报

专利文献3：日本特开2008-81362号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的第1个目的在于提供一种钽构件的渗碳处理方法及由该方法所得的钽构件、以及在该方法中使用的渗碳处理用夹具，该方法能够使渗碳处理造成的变形小，平面部的平坦度良好且能够均匀地进行渗碳处理。

本发明的第2个目的在于提供一种钽容器的渗碳处理方法和由该方法实施了渗碳处理的钽容器，依照该方法将具有开口部的钽容器渗碳处理时，能够抑制由渗碳处理造成开口部扩大。

用于解决课题的方法

按照本发明的第1方面的渗碳处理方法，其是用于对具有平面部的由钽或钽合金构成的钽构件实施使碳从该构件的表面向内部渗透的渗碳处理的方法，其特征在于，包括：通过在前端部形成锥状的多根支撑棒支撑平面部而将钽构件配置于存在有碳源的腔室内的工序；和通过将腔室内减压并加热，使来自碳源的碳从钽构件表面渗透以实施渗碳处理的工序。

在本发明的第1方面中，由在前端部形成锥状的多根支撑棒支撑平面部而进行渗碳处理。因为支撑棒的前端部形成为锥状，所以能够缩小支撑棒前端部和平面部接触的面积。在支撑棒前端部的接触部分，来自碳源的碳会有难以渗碳的情况，或如后述，在支撑棒是碳源时，会有与平面部熔合的情况，但在本发明的第1方面中，支撑棒的前端形成为锥状而能够缩小接触面积，因此能够均匀地进行渗碳处理。

另外，在本发明的第1方面中，因为由多根支撑棒支撑平面部，所以能够缩小由渗碳处理造成的钽构件变形，并能够以良好保持平面部平坦度的状态进行渗碳处理。

在本发明的第1方面中，优选以各支撑棒的前端部大致均等地支撑平面部全体的方式将多根支撑棒分散配置。由此能够进一步减小由渗碳处理造成的变形，并能够使平面部的平坦度成为更加良好的状态。

在本发明的第1方面中，优选分散配置多根支撑棒，优选以平面部的每1500mm²面积由1根以上的支撑棒支撑的方式支撑平面部。由此，能够进一步减小由渗碳处理造成的变形，并能够使平面部的平坦度成为更加良好的状态。

在本发明的第1方面中，优选支撑棒具有作为碳源的功能。由于支撑棒具有作为碳源的功能，而能够在钽构件附近配置碳源，因而能够对钽构件的表面充分供给碳，能够进行更均匀的渗碳处理。

另外，在本发明的第1方面中，支撑棒的前端部形成为越接近前端直径越细的锥状。因此，能够减小支撑棒前端部与钽构件的平面部接触的面积。支撑棒是碳源时，如果与钽构件的平面部接触的面积增大，钽构件的平面部和支撑棒的前端部就会熔合，而有在渗碳处理后不能从钽构件的平面部拆卸支撑棒的前端部的情况。另外，在支撑棒的前端部的接触部分中碳浓度变高，而有不能进行均匀的渗碳处理的情况。

另外，在本发明的第1方面中，优选腔室具有作为碳源的功能。因为腔室包覆于钽构件的周围，所以因腔室具有作为碳源的功能，就能够将钽构件的表面全体均匀地进行渗碳处理。