Устройство для осаждения материалов из газовой фазы

", ди эт"1 "1 гlСоюа Советских Социалистических еспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ С олнительное к а 61) вид-ву(51) М Кл г 1) 238534,3/22 2385344/22-0 С 23 С 11/О сударственный комитет СССР о делан нзебретеввй и етерытнй(54) УСТР О ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ МАТЕРИАЛОВИЗ ГАЗОВОИ ФАЗЫ амеру енди- через вая смесь вводится в реакционную к через отверстие в боковой стенке перп кулярно осям подложек и выводится отверстие в нижнем днище 11,Недостатком данного устройства я ся неравномерное осаждение материал по диаметру, так и по длине подлож частности, разнотолщинность осадка, чаемого на трубчатой подложке диам 20 - 22 мм, достигает по диаметру 80% длине увеличивается на 20 - 30% на дые 100 мм. вляе а ка ек, пол етро Наиболее близкляется устройстволов из газовой фарого ограничен цидвумя съемнымиприспособлениямикрепления съемньжек, а также смеподачи и выводаженными концентрложки 2.В этом устройсся в направлениивает равномерное 2) Заявлено 09.07.76присоединением заявки3) Приоритет -Опубликовано 05.04Дата опубликования Изобретение относится к технике получения металлических и неорганических материалов путем химического осаждения из газовой фазы. Оно может быть использовано в металлургии, электронике, радиотехникеи электротехнике при создании конструкций с покрытиями различного назначения и изготовления изделий из труднообрабатываемых материалов.При осаждении из газовой фазы металл- содержащие соединения взаимодействуют с другими компонентами газовой смеси на на О гретой поверхности подложки и образуют слой металла, интерметаллического соединения, окисла, карбида, силицида, нитрида или других соединений. Для осуществления этого процесса газовую смесь заданного состава пропускают над поверхностью подложки, нагретой до температуры осаждения требуемого материала.Известно устройство для осаждения материалов из газовой фазы, состоящее из вертикально расположенной цилиндрической камеры, внутри которой размещены обогреваемые нити (подложки), и съемных днищ, одно из которых (верхнее) имеет приспособление для крепления подложек, Газоим к предложенному явдля осаждения материазы, рабочий объем котолиндрическим корпусом и днищами, снабженными для вертикального зах обогреваемых подло- ителями с каналами для газовой смеси, располоически относительно подтве газовая смесь движетоси подложки, обеспечиосаждение материала как"по диаметру, так и по длине изделия приВысОкОЙ эффективности процесса.Недостаток данного устройства заключается в том, что оно предназначено для получения одного изделия. При массовом производстве изделий необходимо большое количество установок, одновременное обслуживание которых создает определенные трудности, Кроме того, возрастает объем капитальных затрат. Увеличение количества подложск при том же конструктивном выполнении устройства сопровождается зна- ы чительным ухудшением равномерности осаждаемого слоя. В частности, неравномерность осаждения по диаметру при исгользовании трубчатых подложек диаметром 20 мм достигает 60 - -100"/о.Цель изобретения - повышение равно 15мерности осаждения материалов при одновременной обработке нескольких подложек.Поставленная цель достигается тем, что оси смежных подложек расположены на расстоянии 2 - 4 их диаметров, а смесители снабжены перфорированными перегородка ми, суммарное проходное сечение которых в каждой последующей, в направлении рабочего объема, перегородке меньше, чем в предыдущей. Каналы для подачи и вывода газовой смесирасположены по оКружности диаметром, составляющим 1,6 - 3,0 диаметра подложки, а отверстия в смежных перегородках взаимно смещены по углу и/или дна метру.Предложенное устройство в двух вариантах выполнения представлено на фиг, 1 и 2. Устроиство состоит из вертикально расположенного цилиндрического корпуса 1 и двух съемных днищ 2, снабженных приспособлениями 3 для вертикального закрепле ния нескольких съемных обогреваемых подложек 4, причем последние равномерно расположены пс сечени 5 о рабочего объема таким образом, чтобы расстояние между ося ми смежных подложек было равным 2 - 4их диаметрам. 1-,апример, при наличии- б1.Л, 46подложек (фиг. 1), их равномерно распола: гают по- окружности дйаметром 0;55 - 0,65диаметра корпуса, равного 5 - 12 диаметрам подложки; при размещении одной подложки по оси корпуса остальные располагаются по шестиугольной решетке с шагом Ь, равным 2 - 4 диаметрам подложки при общем количестве подложек 1 + Е бп, где п = 1-: -ич- - ;5(предпочтительно) - число рядов под ложек, концентрически расположенных относительно центральной подложки, Диа- В метр корпуса в этом случае выбирается равным (0,95 - ;,1) Ь (1+ 2 в) .В днищах также предусмотрены объемы5 для смешения компонентов газовой смесии перфорированные перегородки 6. Каналы 7 для ввода газовой смеси в рабочии объем И вывода продуктов реакции из него расположены концентриЧески относительно оси каждой подложки равномерно по окружности диаметром равным 1,6 - 3,0 диаметра подложки. Отверстия 8 в смежных перегородках взаимно смещены по углу и/или диаметру. При этом суммарное проходное сечение отверстий В перегородках и каналов уменьшается в направлении рабочего объема.Устройство работает следующим образом.Б приспособлениях 3 закрепляют необходимое количество подложек 4. Через одно из днищ 2 напускают инертный газ. В среде инертного газа или водорода нагревают подложки до температуры осаждения с помощью нагревателей, расположенных внутри подложек (не показаны), илй прямым пропусканием электрического тока. После этого через верхнее днище в рабочий объем устройства подают газовую смесь заданного состава, а продукты реакции Выводят через нижнее днище. По истечении определенного времени (Обычно 50 - -80% общей продолжительности процесса) направление движения газовой смеси изменяют на обратное, т. е. вводят ее через нижнее днище и Выводят продукты реакции через верхнее. Равномерность покрытия может быть повышена за счет положительного градиента темпера;уры подложки по длине, компенсирующего снижение скорости Осаждения при обеднении газовой смеси по основным реагентам,Предложенное устройство обеспечивает одновременное получение нескольких десятког, изделий (до 91 шт) в едином технологическом цикле при высокой равномерности осаждения (неравномерность покрытий не превып:ает 10% при длине изделий 360 мм) и эффективном использовании исходных ре- агснтОВ (50- - 70%) что позволяет ПОВысить гроизводительность труда, сэкономить используемые дорогостоящие материалы и улучшить качество получаемых. изделий.Формула изобретеет1. Устройство для осаждения 5: а, ериалов из газовой фазырабочий объем которого ограничен цилиндрическим корпусом и двумя съемными днищами, снабженными приспособлениями для вертикального закрепления съемных обогреваемых подложек, а также смесителями с каналами для подачи и вывода газовой смеси, расположенными концентрически относительно подложки, отли 4 аощееся тем, что, с целью повышения равномерности осаждения материалов при одновременной обработке нескольких подложек., оси смежных подложек расположены на расстоянии 2 - -4 их диаметров, а смеситли снабжены перфорированными перегородками, суммарное проходное сечение которых в каждои последующей, в направ-, лении рабочего объема, меньше, чем в предыдущей.2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что каналы расположены по окружности диаметром 1,6 - 3,0 диаметра подложки.5 3. Устройство по пп. 1 и 2, отлицаюцееся тем, что отверстия в смежных перегородках" взаимно смещены по углу и/или диаметру. Источники инфорглации,принятые во внимание при экспертизе61. Осаждение из газовой фазы. Под ред,К. Пауэлла и др. (перевод с английского).МАтомиздат, 1970, с. 103.2, Авторское свидетельство СССРМо 554310, кл, С 23 С 11/00, 1976 (прототип) . Трегубович Корректор Г. РешетникПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5д, ул. Прбектная, 4