устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы
Классы МПК: | C23C16/32 карбиды |
Автор(ы): | Левин В.Г., Люкшин Е.Н., Иванов Л.С., Куроленкин Е.И., Ольский Ю.Я. |
Патентообладатель(и): | Иванов Леонард Степанович, Черников Георгий Евгеньевич, Митин Владимир Васильевич, Акционерное общество "Корпорация НТЛ", Акционерное общество "РОПЭ" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-08-17 публикация патента:
20.05.1996 |
Изобретение относится к устройствам для осаждения из газовой фазы слоев композиционных материалов и может быть использовано для получения слоев и изделий из карбида кремния, характеризующихся теоретической плотностью, стехиометрическим составом, а также высокой производительностью и выходом годного. Устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы содержит водоохлаждаемый вертикальный реактор круглого сечения, установленный на водоохлаждаемом основании, патрубки для ввода и вывода парогазовой смеси, оправку, внутри которой коаксиально расположен нагреватель. Оправка и нагреватель установлены на опорных элементах, нагреватель выполнен в виде внешнего цилиндра из углеродного материала и размещенного внутри него токоведущего стержня, опорный элемент выполнен в виде двух плит, установленных одна над другой с центральным отверстием в верхней плите для токоведущего стержня, оправка и цилиндр нагревателя герметично установлены на верхней плите, токоведущий стержень укреплен на нижней опорной плите с зазором в центральном отверстии верхней плиты, в которой установлена втулка из изолирующего материала, при этом соотношение диаметра оправки и диаметра реактора, высоты оправки и высоты реактора 1 : (3 - 4) и 1 : (1,3 - 2,0) соответственно; оправка выполнена из инертного композиционного материала с коэффициентом термического расширения КТР
КТР карбида кремния, например из карбида кремния или силицированного графита, имеет форму цилиндра или многогранника или выполнена многослойной с наружным слоем из графитовой ткани и/или графитового войлока. Нагреватель выполнен из материала, работающего в диапазоне температур 2500oС. Реактор выполнен со смотровыми окнами, расположенными по высоте оправки. 7 з. п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
![устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы, патент № 2060299](/images/patents/412/2060056/8805.gif)
Формула изобретения
1. Устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы, содержащее водоохлаждаемый вертикальный реактор круглого сечения, установленный на водоохлаждаемом основании, патрубки для ввода и вывода парогазовой смеси, оправку, внутри которой коаксиально расположен нагреватель, и токовводы, установленные на опорных элементах, отличающееся тем, что нагреватель выполнен в виде внешнего цилиндра из углеродного материала и размещенного внутри него токоведущего стержня, опорный элемент в виде двух плит, установленных одна на другую с центральным отверстием для токоведущего стержня в верхней плите, оправка и цилиндр нагревателя герметично установлены на верхней плите, токоведущий стержень укреплен на нижней плите и с зазором в центральном отверстии верхней плиты, выполненной с втулкой из изолирующего материала, при этом соотношение диаметра оправки к диаметру реактора и соотношение высоты оправки и высоты реактора составляет 1 3 4 и 1 1,3 - 2,0 соответственно. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оправка выполнена из инертного композиционного материала с коэффициентом термического расширения КТР![устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы, патент № 2060299](/images/patents/412/2060056/8805.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к устройствам для осаждения из газовой фазы слоев композиционных материалов и может быть использовано для получения слоев и изделий из карбида кремния, характеризующихся высокой плотностью (значение плотности соответствует теоретическому) и стехиометрическим составом, а также высокой производительностью и выходом готовой продукции. Известно устройство для получения поликристаллических стержней осаждением из газовой фазы, включающее вертикальную металлическую водоохлаждаемую камеру, патрубки для ввода и вывода парогазовой фазы, кварцевый реактор, установленный на основании коаксиально оправке, закрепленной графитовыми электродами, токовыводы и нагреватель, размещенный между металлической камерой и кварцевым реактором [1]Устройство не обеспечивает возможности получения полых изделий различной конфигурации. Прототипом заявленного устройства является устройство для осаждения из газовой фазы слоев карбида кремния, включающее вертикальный водоохлаждаемый реактор, установленный на водоохлаждаемом основании, патрубки для ввода и вывода газовой фазы, оправку в виде кварцевой колбы с выступами, графитовый нагреватель, расположенный коаксиально внутри колбы, и токовводы, установленные на опорных элементах. Устройство не обеспечивает однородного осаждения по всей площади подложек, что снижает выход готовой продукции. Кроме того, изделия имеют ограничения по форме. Техническим результатом заявленного изобретения являются возможность осуществления процесса осаждения в режиме свободной конвекции, обеспечивающей однородность слоев карбида кремния по всей поверхности осаждения, увеличение срока службы нагревателя, повышение выхода готовой продукции и получение полых изделий различной конфигурации. Технический результат достигается тем, что в устройстве для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы, содержащем вертикальный водоохлаждаемый реактор круглого сечения, установленный на водоохлаждаемом основании, патрубки для ввода и вывода парогазовой смеси, оправку, внутри которой коаксиально расположен нагреватель, и токовводы, установленные на опорных элементах, согласно изобретению нагреватель выполнен в виде внешнего цилиндра из углеродсодержащего материала и размещенного внутри него токоведущего стержня, опорный элемент выполнен в виде двух плит, установленных одна над другой с центральным отверстием в верхней плите для токоведущего стержня, оправка и цилиндр нагревателя герметично установлены на верхней плите, токоведущий стержень укреплен на нижней плите с зазором в центральном отверстии верхней плиты, выполненной с втулкой из изолирующего материала, при этом соотношение диаметра оправки и диаметра реактора, высоты оправки и высоты реактора 1:(3-4) и 1:(1,3-2,0) соответственно; оправка выполнена из инертного композиционного материала с коэффициентом термического расширения КТР>КТР карбида кремния; оправка выполнена в форме цилиндра или многогранника, например, из карбида кремния или силицированного графита, или многослойной с наружным слоем из графитовой ткани и/или графитового войлока; нагреватель выполнен из материала, работающего в диапазоне температур >2500оС; реактор выполнен со смотровыми окнами, расположенными по высоте оправки; кроме того, суммарный зазор между стержнем, втулкой и верхней опорной плитой не превышает 1 мм. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство для осаждения из газовой фазы карбида кремния содержит вертикальный водоохлаждаемый реактор 1, который установлен на водоохлаждаемом основании 2. Внутри реактора 1 установлена тонкостенная оправка 3, а внутри оправки 3 коаксиально ей расположен нагреватель, состоящий из внешнего цилиндра 4 и токоведущего стержня 5. Оправка 3 и нагреватель установлены на верхней 6 и нижней 7 опорных плитах, причем оправка 3 и цилиндр 4 нагревателя герметично соединены с опорной плитой 6, а токоведущий стержень 5 укреплен на нижней опорной плите 7 и проходит через центральное отверстие верхней опорной плиты 6. Цилиндр 4 и токоведущий стержень 5 через опорные плиты 6 и 7 соединены с медными охлаждаемыми токовводами 8. Между стержнем 5 и верхней опорной плитой 6 установлена втулка 9 таким образом, чтобы суммарный зазор (
![устройство для осаждения слоев карбида кремния из газовой фазы, патент № 2060299](/images/patents/412/2060028/948.gif)