Устройство для нанесения покрытия из паровой фазы

(43) Опубликовано 30.04,78. Бюллетен Государственный комите Совета Министров СССР 621.793.14(53) 1 по делам изабрет и открытий 5) Дата опубликования описания 03.05.7 2) Авторы изобретения Иностранцы с Петерманн и Райнер Мелл(ГДР) Иностранное предприятие ФЕБ Электромат71) Заявитель КР ЪТИ ДЛЯ НАНЕСЕНИ АРОВОЙ ФАЗЪ 54) УСТРО ЙСТ Изобретение относится к области нанесения покрытия из паровой фазы, в частности к устройствам для нанесения покрытия на заготовки путем химического осаждения в паровой фазе.Известно устройство для нанесения покрытия, содержащее держатель для размещения обрабатываемого изделия, установленный в реакционной камере, снабженной газовпускными и газовыпускными трубами с отверстиями 1,Однако известное устройство не обеспечивает равномерного нанесения покрытия, поскольку в нем подачу реакционного газа осуществляют параллельно обрабатываемой поверхности изделия, что приводит к обеднению реакционной смеси и, как следствие, получению разнотолщинных покрытий.Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для нанесения покрытия, содержащее приводной носитель для размещения обрабатываемых изделий, установленный в реакционной камере, снабженной газовпускными и газовыпускными трубами со щелевыми блендами. В таком устройстве посредством вращения носителя и газовпускных-газов ыпускных труб, имеющих также привод вращения, получают однородную концентрацию реакционной смеси, что повышает качество получаемых покрытий 2.Однако наличие привода газовпускных и газовыпускных труб значительно усложняет конструкцию и делает ее менее надежной, так как износ уплотнения вала привода приводит к утечке реакционной смеси, что в особенности недопустимо при использовании токсичных газов. Кроме того, такое устройство не позволяет получить качественное покрытие, поскольку не обеспечивает интенсивного завихрения реакционной смеси перед вводом в реакционную камеру и подачу ее в форме равномерного фронта завихрения на обрабатываемые поверхности изделий,Целью изобретения является улучшение качества покрытия и упрощение конструкции.Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено вихревыми камерами, в которых установлены газовпускные или газовыпускные трубы, причем вихревая камера выполнена из закрытого с торцов У-образного профиля, с установленными внутри радиальными перегородками, а открытая сторона вихревой камеры перекрыта съемной блендой со щелью, направленной на носитель, при этом газовпускная или газовыпускная труба60 65 3установлена с возможностью радиального перемещения к носителю,На фиг, 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез Л - Л на фиг. 1; на фиг. 3 - вихревая камера в разрезе; на фиг. 4 - то же, вариант выполнения.Устройство содержит почти цилиндрический приводной носитель 1 для размещения обрабатываемых изделий, концентрически установленный в реакционной камере 2, стенка 3 которой параллельна поверхности носителя 1. В стенке 3 диаметрально установлены вихревые камеры 4 и 5 соответственно для подачи и выхода газа из реакционной камеры 2. Приводной носитель 1 выполнен из графита и снабжен расположенной внутри высокочастотной катушкой 6 для нагрева обрабатываемых изделий, размещенных по периметру носителя 1, установленного на валу 7, который соединен с приводом вращения (на чертеже не показан).Реакционная камера 2 плотно закрыта плитой основания 8, снабженной уплотняющими элементами 9 токоподводов 10 и вала 7. На внутренней стороне стенки 3 реакционной камеры 2 между вихревыми камерами 4 и 5 установлено несколько завихряющих перегородок 11, Вихревые камеры 4 и 5 выполнены конструктивно одинаково из с 7-образного профиля 12, проходящего через стенку 3 и равного по длине образующей носителя 1. Открытая сторона вихревых камер 4 и 5 перекрыта блендой 13, а внутри установлена газораспределительная или газосборная труба 14, связанная с газовпускным или газовыпускным патрубком 15. Газораспределительная или газосборная труба 14 имеет несколько отверстий 16, которые распределены по длине газораспределительной или газо- сборной трубы 14 таким образом, что несмотря на падение давления на концах трубопровода 17 над каждым участком газораспределительной или газосборной трубы 14 может входить или выходить одинаковое количество реакционного газа. Для того чтобы обеспечить интенсивное завихрение, отверстия 16 расположены таким образом, что выходящая газовая струя направлена на дугообразную часть профиля 12. При этом направление отверстий 16 отклонено от радиусов, проходящих через реакционную камеру 2 и вихревые камеры 4 и 5, почти на 45. Для индуцирования другого завихрения на профиле 12 предусмотрено несколько перегородок завихрения 18, проходящих по всей длине вихревых камер 4 и 5. Для подгонки реализируемого способа химического осаждения в паровой фазе к оптимальным условиям нанесения покрытия, которые определяются, в частности, температурой осаждения, отношением смеси составляющих реакции и их реакционной активностью, газораспределительная или газо- сборная труба 14 имеет возможность радиального перемещения вместе с газовпускным или газовыпускным патрубком 15. Газовпуск 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4ной нлн газовыпускной патрубок 15 закреплен посредством винтового соединения 19, а вихревые камеры 4 и 5 герметично уплотнены относительно наружной атмосферы, Каждая нз установленных вихревых камер 4 и 5 может быть использована для впуска или выпуска газа.Газораспределительная система предлагаемого устройства представлена на фиг. 4. В двух установленных близко друг возле друга вихревых камерах 20 и 21 соответственно подведены в определенной дозировке разбавленные с газом-носителем составляющие реакции для раздельного интенсивного завихрения. Такое конструктивное выполнение позволяет иметь два газовых фронта, выходящих из щелей 22 двойной бленды 23, которые могут интенсивно завихряться и перемешиваться непосредственно перед обрабатываемыми изделиями.Работает устройство следующим образом.В газораспределительной системе описываемого устройства реактивные составляющие газа, например силан и аммиак, смешивают с газом-носителем азотом в соотношении приблизительно 1: 1: 200. После смешения составляющих смесь равномерно распределяют в вихревой камере 4 через газораспределительную трубу 14 и интенсивно завихряют. Из-за установленных в реакционной камере 2 перегородок 11 газовые струи, выходящие при встрече из отверстий 16, еще более завихряются турбулентностью, возникающей на профиле 12.Благодаря падению давления в направлении к реакционной камере 2 из щели 22 бленды 13 выходит газовый фронт, сам по себе интенсивно завихренный. Завихрение очень интенсивно и равномерно распределено по всему газовому фронту. В реакционной камере 2 газовый фронт протекает над покрываемыми изделиями до выхода газа в противоположной вихревой камере 5. За счет возникающего здесь падения давления израсходованный реакционный газ равномерно отсасывают. Для поддсржания турбулентности реакционного газа между вихревыми камерами 4 и 5 установлены завихряющие перегородки 11, Вследствие интенсивной турбулентности, поддерживаемой по всему участку осаждения слоя, возможно практически полное использование реакционного газа, причем по сравнению с ламинарно установленными отношениями потока возникает улучшение параметров покрытия. Формула изобретения 1, Устройство для нанесения покрытия из паровой фазы, содержащее приводной носитель для размещения обрабатываемых издеделий, установленный в реакционной камере, снабженной газовпускными и газовыпускными трубами со щелевыми блендами, отл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения ка5честна покрытия и упрощения конструкции, оно снабжено вихревыми камерами, в которых установлены газовпускные пли газовыпускные трубы,2, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вихревая камера выполнена из закрытого с торцов У-образного профиля, с установленными внутри радиальными перегородками, а открытая сторона вихревой камеры пс рскрыта съемной блендой со щелью,604879 паправлегпюй па носпгсль, прп этсо га:овпускная нли газовыпускная труба установлена с возможностью радиального перемещения к носителю.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 354015,кл. С 23 С 11/00, 1970.2, Патент США3637434, кл. 117 в 2,10 1969.604879 Составитель В, Трегубовдактор 3. Ходакова Техред И. Михайлова Корректор Л. Кото Подпи Заказ 593/6НП ов СС Типография пр. Сапунова, 2 Изд.413осударственного комитета по делам изобретении113035, Москва, Ж, Рау Тираж 11 вета Мини открытий кая наб., д