Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<11863711 (6!) Дополнительное к авт, свмд-ву— (22) Заявлено 040578 (2! ) 2614064/22-02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.81. Бюллетень ЙВ 34 (5!)М. Кл.

С 23 С 11/02

В 22 F 1/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 762. . 3 (088.8) Дата опубликования описания 150981

С.N. Шаталов, Н.М. Радциг, А.И. Красовский и П.A. Дмитриев (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

ИЗ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ

Изобретение относится к технологии нанесения покрытий, в частности к устройствам для нанесения покрытий иэ газовой Фазы.

Известно устройство для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащее реакционную камеру, подложку, нагреватель и генератор парогазовой смеси ll).

Это устройство не обеспечивает .равномерную толщину покрытия вдоль подложки, а также однородность его состава и структуры.

Известно устройство для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащее реакционную камеру, нагреватель, ге нератор парогазовой фазы и холодильник в Форме змеевиков, расположен ных снаружи реакционной камеры (2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащее реакционную камеру, нагреватель подложек, распределитель парогазовой смеси, выполненный в виде полого цилиндра с отверстиями, и холодильник (31

Указанные устройства обеспечивают равномерность толщины по длине подложки, однако не обеспечивают однородности состава и кристаллической структуры покрытия, так как при перемещении парогазовой смеси в реакционной камере вдоль подложки происходит изменение ее состава эа счет расхода исходных веществ и накопления продуктов реакции, а также нали-!

0 чия градиента температуры вдоль подложки.

Целью изобретения является повышение однородности физико-химических свойств покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащем реакционную камеру, нагреватель подложек, распределитель парогазовой смеси, выполненный в виде полого

20 цилиндра с отверстиями, холодильник размещен коаксиально внутри распределителя с зазором.

Кроме того, отверстия в распределителе расположены кольцевыми рядами по его высоте.

На чертеже представлено устройство разрез.

Устройство содержит реакционную камеру 1, включающую кварцевый кол30 пак 2 и шлиф 3. В реакционной камере

863711

1 .расположены подложки 4 (аноды электродных ламп). Снаружи камеры 1 расположен нагреватель 5. На шлифе 3 закреплен генератор 6 парогазовой смеси, включающий корпус 7 с рубашкой 8 для прокачки теплоносителя 9, порошок карбонила вольфрама 10 и нагреватель 11 парогазовой смеси с каналами 12 для подачи паров карбонила вольфрама в распределитель 13 парогазовой смеси, выполненный в виде полого цилиндра, в боковой стенке 14 которого имеются сквозные отверстия 15. Внутри распределителя 13 коаксиально с ним расположен холодильник 16, выполненный в виде теплообменника типа труба в трубе.

Реакционную камеру 1 вакуумируют до давления 10 мм рт.ст. Подложки

4 нагревают до 300 — 350 С нагревао телем 5. Затем нагревают порошок карбонила вольфрама 10 до 72 С. Пары карбонила вольфрама поступают в каналы 12 нагревателя 11 парогазовой смеси, где подогреваются до 200 С, о после чего пары поступают в распределитель 13. Температуру холодильника 16 поддерживают равной 70 С. о

Температуру стенки 14 распределителя 13 поддерживают равной температуре разложения карбонила вольфрама и составляющей 270 С. Темо пература стенки 15 определяется тепловыми потоками с подложек 4 и холодильника 16.

Благодаря высокой разности температур между стенкой 14 распределителя 13 и холодильником 16 в распределителе 13 пары карбонила вольфрама подвергаются интенсивному перемешиванию в объеме. Через отверстия 15 пары карбонила вольфрамаопоступают в реакционную зону между подложками 4 и распределителем 13.

Увеличение количества отверстий 15 и их диаметра по высоте распределителя 13 обусловлено градиентом давления в реакционной зоне. Таким образом, у наружной поверхности стенки

14 распределителя 13 имеет место равномерное распределение паров карбонила вольфрама.

Благодаря невысокой разности температур между подложками 4 и парораспределителем 13 конвективные потоки паров у поверхности подложек

4 незначительны, что обеспечивает постоянство состава, структуры и толщины покрытия.

Температура подложки 4 может не более чем на 40% превышать температуру распределителя 13. Если температуры подложки 4 превышает более чем на 40% температуру стенки 14 распределителя 13, то равномерность осаждения значительно снижается из-эа возникновения интенсивных конвективных потоков в объеме между распреде лителем 13 и подложками 4. Температура стенки 14 должна быть не больше температуры разложения карбонила вольфрама, так как в противном случае процесс разложения протекает

35 преимущественно на ее поверхности и внутри распределителя 13, а осаждение на подложки 4 неэффективно.

Температура стенки 14 не должна быть меньше, чем 0,92 температуры

; разложения парогазовой смеси, так как снижение разности температур между стенкой 14 распределителя 13 и холодильником 16 приводит к уменьшению конвективных потоков н парораспределителе, что снижает однородность состава, структуры и равномерность толщины.

Формула изобретения

1. Устройство для нанесения покрытий из газовой фазы, содержащее реакционную камеру, нагреватель подложек, распределитель парогазовой смеси, выполненный в виде полого цилиндра с отверстиями, и холодильник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения однородности физико-химических свойств покрытия, 40 холодильник размещен кОаксиально внутри распределителя с зазором.

2. Устройство по п. 1, о т „л ич а ю щ е е с я тем, что отверстия в распределителе расположены коаксиально кольцевыми рядами по его высоте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осаждение из газовой фазы.

Под ред. К. Пауэлла и др. М., Атомиздат, 1970, с. 205-207.

2. АВторское свидетельство СССР

У 290064, кл. С 23 С 9/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 494223, кл. С 23 С 11/02, 1974.

863711

Заказ 7711/43

Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Трегубов

Редактор М. Циткина Техред A. Савка Корректор М. Шароши