DE102016110408A1

DE102016110408A1 - Beschichteter Kohlenstoffkörper in einem CVD-Reaktor

Info

Publication number: DE102016110408A1
Application number: DE102016110408.6A
Authority: DE
Inventors: Dr. Schulte Bernd
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-12-07
Also published as: WO2017211724A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Verwendung in einem CVD-Reaktor, in dem bei erhöhten Prozesstemperaturen von insbesondere mehr als 700°C in einer das Bauteil aufweisenden Prozesskammer reaktive Gase eingespeist werden, wobei das Bauteil einen Kohlenstoffkörper (1) aufweist, der eine zumindest eine innere Schicht (2) und eine äußere Schicht (3) aufweisende Beschichtung trägt. Zur gebrauchsvorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass die innere Schicht (2) eine Abschirmschicht bspw. aus TaC ist, die den Kohlenstoffkörper (1) gegenüber den reaktiven Gasen abschirmt und die äußere Schicht eine Reflektionsschicht bspw. aus SiC ist, deren Reflektivität sich durch die Anwesenheit der reaktiven Gase bei den Prozesstemperaturen nicht ändert.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Bauteil zur Verwendung in einem CVD-Reaktor, in dem bei erhöhten Prozesstemperaturen insbesondere von mehr als 700°C in einer das Bauteil aufweisenden Prozesskammer reaktive Gase eingespeist werden, wobei das Bauteil einen Kohlenstoffkörper aufweist, der eine zumindest eine innere Schicht und eine äußere Schicht aufweisende Beschichtung trägt.
Stand der Technik
Bei einem Hochtemperatur-CVD-Verfahren zur Herstellung von weißen oder blauen Leuchtdioden, wie es in der DE 199 19 902 A1 beschrieben wird, wird ein CVD-Reaktor verwendet, bei dem ein Suszeptor, der ein Substrat trägt, welches mit GaN-Schichten beschichtet werden soll, auf Temperaturen von über 700°C, insbesondere auf Temperaturen von über 900°C aufgeheizt. In die Prozesskammer werden reaktive Gase eingespeist. Die reaktiven Gase enthalten NH₃. Der Suszeptor, innerhalb des Suszeptors angeordnete Substratträger, Wände der Prozesskammer und/oder eine Decke der Prozesskammer werden üblicherweise aus Kohlenstoff gefertigt. Es werden Graphitkörper verwendet. Um zu vermeiden, dass die reaktiven Gase mit dem Kohlenstoffkörper reagieren, wird der Kohlenstoffkörper mit einer Schutzschicht beschichtet.
Derart beschichtete Graphitkörper bzw. Kohlenstoffkörper werden in der DE 37 19 515 A1 bzw. in der DE 10 2014 109 327 A1 beschrieben.
Zur Beschichtung wird insbesondere SiC verwendet. SiC hat die bevorzugte Eigenschaft, eine Reflektivität von 0,8 bis 0,9 zu besitzen, die der Reflektivität der auf dem Substrat abzuscheidenden Schicht, nämlich einer GaN-Schicht, ähnlich ist (siehe US 8,846,501 B2 ).
Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaft bilden sich nach einem mehrmaligen Aufheizen und Abkühlen des Bauteils innerhalb der SiC-Schicht Risse, die die SiC-Schicht durchlässig für die reaktiven Gase macht, so dass die unerwünschten Reaktionen zwischen den reaktiven Gasen und dem Kohlenstoffkörper stattfinden kann.
Alternativ zu SiC wird auch TaC als Beschichtung verwendet. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften treten die bei SiC-Schichten beobachteten Risse bei einer TaC-Schicht auf einem Kohlenstoffkörper nicht auf. Allerdings ist die Reflektivität von TaC aber nicht im Wesentlichen ähnlich der Reflektivität von GaN. Darüber hinaus wird beobachtet, dass sich die Reflektivität einer TaC-Schicht während des Depositionsprozesses und über mehrere Depositionsprozesse hinaus ändert. Die Reflektionseigenschaften der Innenwände der Prozesskammer hat aber eine prozessrelevante Bedeutung, da sie den Wärmehaushalt und insbesondere den lateralen Temperaturgradienten auf der Suszeptoroberfläche bzw. den Substratoberflächen beeinträchtigt.
Zum Stand der Technik zählen insbesondere auch die US 2014/0004271 A1 , US 4,579,080 , US 2012/0258280 A1 und EP 2 963 676 A1 .
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Bauteil gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen des Hauptanspruchs darstellen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
Zunächst und im Wesentlichen besteht die Beschichtung aus zwei unterschiedlichen Funktionen aufweisenden Einzelschichten. Die innere Schicht, die bevorzugt unmittelbar auf der Oberfläche des Kohlenstoffkörpers aufgebracht ist, ist eine Abschirmschicht, die die Eigenschaft aufweist, reaktive Gase von der Oberfläche des Kohlenstoffkörpers fernzuhalten. Die äußere Schicht, die bevorzugt eine freie Oberfläche aufweist, die in Kontakt zu den reaktiven Gasen tritt, ist als Reflektionsschicht ausgebildet. Sie besitzt Reflektionseigenschaften, die sich während eines Abscheideprozesses und insbesondere nach einer Vielzahl von Abscheidungsschritten nicht ändert. Die äußere Schicht kann aus einem Material bestehen, welches hinsichtlich seiner Dichtigkeit gegenüber reaktiven Gasen altert, nicht jedoch hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften. Die äußere Schicht kann im Laufe ihrer Verwendung porös werden. Ihre Reflektivität ändert sich jedoch nicht. Die innere Schicht kann bevorzugt aus einem Material bestehen, dessen Dichtigkeit gegenüber den reaktiven Gasen nicht altert, deren optische Eigenschaften aber altern. Die innere Schicht bleibt auch nach einer Vielzahl von Depositionsschritten gasdicht, ihre Reflektivität kann sich aber ändern. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die innere Schicht den Kohlenstoffkörper gegenüber den reaktiven Gasen, insbesondere NH₃, abschirmt und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kohlenstoffkörpers ähnlicher ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schicht. Der Absolutwert der Differenz zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der äußeren Schicht und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kohlenstoffkörpers ist größer als der Absolutwert der Differenz des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der inneren Schicht vom thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kohlenstoffkörpers. Die innere Schicht kann einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen als die äußere Schicht. Beide Schichten können ein höheres Elastizitätsmodul aufweisen als der Kohlenstoffkörper, wobei die innere Schicht auch nach mehreren Aufheiz- und Abkühlschritten ihre gasdichte Geschlossenheit beibehält, während die äußere Schicht gasdurchlässig wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die innere Schicht aus TaC. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die äußere Schicht aus SiC. Die innere Schicht kann eine Schichtdicke zwischen 10 μm und 50 μm aufweisen. Bevorzugt liegt die Schichtdicke bei etwa 30 μm. Die äußere Schicht kann eine Schichtdicke von 50 μ bis 100 μm aufweisen. In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass die innere Schicht den Kohlenstoffkörper vollständig umgibt. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die innere Schicht den Kohlenstoffkörper unterbrechungsfrei vollständig umgibt. Es ist aber auch möglich, dass lediglich eine zur Prozesskammer weisende Wand des Kohlenstoffkörpers mit der inneren Schicht bzw. der zumindest zwei Schichten aufweisenden Beschichtung beschichtet ist. Die äußere Schicht kann gemäß einer Variante der Erfindung aus einer Vielzahl von Einzelflächen bestehen. Die Einzelflächen können durch Gräben voneinander getrennt sein. Die Gräben können bereichsweise geradlinig verlaufen, so dass die Einzelflächen Mehrkantflächen, beispielsweise hexagonale oder rechteckige Flächen sind. Die Gräben, die die äußere Beschichtung in eine Vielzahl von Einzelflächen aufteilen, besitzen bevorzugt einen derartigen Abstand voneinander, dass sich im Zuge der Verwendung des Bauteiles in einem CVD-Reaktor innerhalb der äußeren Schicht keine Risse ausbilden. Die Gräben besitzen bevorzugt eine Tiefe, die der Schichtdicke der äußeren Schicht entspricht. Der Boden des Grabens kann zumindest bereichsweise von der Oberfläche der inneren Schicht ausgebildet sein. In einer Variante der Erfindung befindet sich zwischen innerer Schicht und äußerer Schicht eine Anpassungsschicht. Die Anpassungsschicht kann aus einem Material bestehen, das vom Material der äußeren Schicht und vom Material der inneren Schicht verschieden ist. Das Material der Anpassungsschicht kann ein Materialsystem sein. Die Anpassungsschicht kann auch eine Schichtenfolge sein. Die Anpassungsschicht kann aus dem Material der den Kohlenstoffkörper hermetisch gasdicht abschirmenden inneren Schicht bestehen, wobei allerdings ein Parameter, wie beispielsweise die Härte der Beschichtung, variiert werden kann. Die Anpassungsschicht kann auch aus einer Materialmischung bestehen, beispielsweise aus dem Material der inneren Beschichtung und der äußeren Beschichtung, die Schichtenfolge kann derart auf die innere Schicht abgeschieden werden, dass die Anpassungsschicht im Bereich der Grenzfläche zur inneren Schicht die Materialeigenschaft der inneren Schicht aufweist und im Bereich ihrer Grenzfläche zur äußeren Schicht die Materialeigenschaften der äußeren Schicht. Die Zusammensetzung der Anpassungsschicht kann sich somit über die Schichtdicke kontinuierlich oder schrittweise ändern. Es ist ferner vorgesehen, dass ein Bereich der äußeren Schicht als Messfläche zur Temperaturermittlung der Prozesstemperatur verwendet wird. Hierzu wird ein Pyrometer verwendet, mit dem die IR-, UV- oder sichtbare Lichtemission der äußeren Schicht innerhalb der Prozesskammer ermittelt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 schematisch einen Schnitt durch einen oberflächennahen Bereich eines Bauteils eines ersten Ausführungsbeispiels bestehend aus einem Kohlenstoffgrundkörper 1, auf dem eine innere Schicht 2 abgeschieden ist, auf welcher eine äußere Schicht 3 abgeschieden ist;
2 schematisch die Draufsicht auf einen erfindungsgemäß mit einem mindestens Zweischichtsystem beschichteten Kohlenstoffkörper 1 gemäß 1, wobei sich als Folge eines mehrfachen Aufheizens des Bauteils auf eine Prozesstemperatur von mehr als 700°C und anschließendem Abkühlen des Bauteils auf Raumtemperatur in der äußeren Schicht 3 Risse 4 ausbilden;
3 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Darstellung gemäß 1;
4 eine Draufsicht auf die äußere Schicht 3 und
5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwischen innerer Schicht 2 und äußerer Schicht 3 eine Anpassungsschicht 7 vorgesehen ist.
Beschreibung der Ausführungsformen
Bei dem in den Zeichnungen lediglich schematisch dargestellten Bauteil handelt es sich um ein konstruktives Element eines CVD-Reaktors, wie er in dem einleitend genannten Stand der Technik beschrieben wird. Ein derartiger CVD-Reaktor besitzt zumindest ein auf eine Prozesstemperatur von zumindest 700°C, oft aber auch zumindest 900°C aufgeheiztes Bauteil, welches einen Grundkörper aufweist, der aus Graphit besteht. Dieser Kohlenstoffkörper 1 ist mit der im Folgenden beschriebenen Beschichtung 2, 3 bzw. 2, 3, 7 versehen.
Bei dem Bauteil kann es sich um einen beispielsweise von einer Infrarotheizung, einer RF-Heizung oder einer anderweitigen Heizung beheizbaren Suszeptor handeln, der den Boden einer Prozesskammer ausbildet. Auf dem Suszeptor können zu beschichtende Substrate, insbesondere Silizium oder III-V-Substrate aufliegen. Es ist aber auch vorgesehen, dass es sich bei dem Bauteil um einen Substratträger handelt, der in einer Tasche des Suszeptors angeordnet ist. Ein derartiger Substratträger kann eine kreisscheibenförmige Gestalt aufweisen und auf einem Gaspolster liegen, wobei der das Gaspolster ausbildende Gasstrom so geleitet wird, dass der Substratträger in eine Drehung um seine Figurenachse versetzt wird. Auf dem Substratträger können ein oder mehrere Substrate angeordnet sein. Es ist auch vorgesehen, dass es sich bei dem Bauteil um eine Seitenwand der Prozesskammer oder um eine Deckenplatte der Prozesskammer handelt. Ein Teilbereich des Bauteils kann eine Messfläche ausbilden, deren Temperaturstrahlung mit einem Pyrometer gemessen wird, um die Temperatur des Bauteils bzw. die Prozesstemperatur zu ermitteln.
Der CVD-Reaktor besitzt ein Gaseinlassorgan, durch welches Prozessgase in die Prozesskammer eingespeist werden. Die Prozessgase enthalten metallorganische Verbindungen, beispielsweise TMGa. Die Prozessgase enthalten auch Hydride, beispielsweise NH₃. In der Prozesskammer werden III-V-Schichten abgeschieden, insbesondere GaN-Schichten.
Erfindungsgemäß wird das erfindungsgemäße Bauteil in einem derartigen CVD-Reaktor verwendet. Das in den Zeichnungen grob schematisch dargestellte Bauteil ist zumindest auf einem Flächenabschnitt, bevorzugt aber auf der gesamten Außenoberfläche, mit einem aus einer inneren Schicht 2 und einer äußeren Schicht 3 bestehenden Beschichtung beschichtet. Die Beschichtung kann in aufeinander folgenden Schritten pyrolytisch aufgebracht werden, wie es im einschlägigen Stand der Technik beschrieben wird.
Erfindungsgemäß wird auf eine gereinigte oder anderweitig vorbehandelte Oberfläche 1' eines Kohlenstoffkörpers 1 eine erste Schicht 2 abgeschieden. Bei dieser Schicht handelt es sich um eine Abschirmschicht, die den Kohlenstoffkörper 1 hermetisch gegen reaktive Gase, insbesondere gegen NH₃ abschirmt. Die Abschirmschicht 2 besitzt eine derartige Härte bzw. ein derartiges Elastizitätsmodul, dass sie auch nach einem mehrfachen Aufheizen auf eine Prozesstemperatur oberhalb von 700°C, bevorzugt oberhalb von 900°C, und anschließendem Abkühlen auf Raumtemperatur keine Undichtigkeit gegenüber dem reaktiven Gas bekommt. Die innere Schicht 2 bekommt insbesondere keine Risse oder anderweitige Öffnungen oder Fehlstellen, durch die reaktive Gase von außen bis zum Kohlenstoffkörper 1 hindurchtreten können. Die innere Schicht 2 besitzt insbesondere einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, der dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kohlenstoffkörpers 1 in ausreichender Weise ähnlich ist.
Bei dem in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird unmittelbar auf die innere Schicht 2 eine äußere Schicht 3 abgeschieden. Die äußere Schicht 3 hat die Eigenschaft einer konstanten Reflektivität, die sich auch nach einem mehrfachen Aufheizen auf Prozesstemperatur und anschließendem Abkühlen auf Raumtemperatur nicht ändert und die sich auch nicht durch eine chemische oder physikalische Reaktion mit den Prozessgasen verändert. Die Reflektivität der äußeren Schicht 3 entspricht im Wesentlichen der Reflektivität der Schicht, die innerhalb der Prozesskammer auf dem Substrat abgeschieden wird, insbesondere der Reflektivität von GaN. Das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Schichtensystem besteht aus einer inneren Schicht 2 aus TaC, die unmittelbar auf die Oberfläche 1' des Kohlenstoffkörpers 1 abgeschieden ist und aus einer äußeren Schicht 3, die eine freie Oberfläche aufweist, die zur Prozesskammer weist, wobei die äußere Schicht 3 aus SiC besteht.
Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die äußere Schicht 3 unmittelbar auf die innere Schicht 2 abgeschieden.
Während die innere Schicht 2 im Laufe der Zeit ihre Reflektivität ändern kann, bleibt die Reflektivität der äußeren Schicht 3 im Laufe der Verwendung des Bauteils konstant. Während sich die Dichtigkeit der äußeren Schicht 3 im Laufe der Zeit ändern kann, beispielsweise durch Entstehen der in der 2 dargestellten Risse 4, bleibt die Dichtigkeit der inneren Schicht 2 während der Mehrzahl der aufeinander folgenden Beschichtungsschritte gleich.
Bei dem in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die äußere Schicht 3 durch eine Vielzahl geradlinig verlaufender und sich kreuzender Gräben 5 in eine Vielzahl von Einzelflächen 6 unterteilt. Hierdurch wird die Bildung größerer Risse 4 vermieden.
Der thermische Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schicht 3 kann kleiner sein als der thermische Ausdehnungskoeffizient der inneren Schicht 2. Der thermische Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schicht 3 kann aber auch größer sein als der thermische Ausdehnungskoeffizient der inneren Schicht 2. Der Wert des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der inneren Schicht 2 ist bevorzugt aber geringer vom Wert des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Kohlenstoffkörpers 1 beabstandet als der Wert des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der äußeren Schicht 3, deren Schichtdicke zwischen 50 μm und 100 μm betragen kann.
Die Gräben 5 können sich bis zur Oberfläche der inneren Schicht 2 erstrecken. Die Gräben 5 können einen V-Querschnitt aufweisen. Sie können aber auch einen gerundeten Querschnitt aufweisen. Die Gräben 5 können in die obere Schicht 3 eingeätzt werden. Sie können aber auch mechanisch erzeugt werden, beispielsweise durch ein spanabhebendes Verfahren.
Die 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem zwischen der inneren Schicht 2 und der äußeren Schicht 3 eine Anpassungsschicht 7 angeordnet ist. Bei der Anpassungsschicht 7 kann es sich um ein Schichtsystem aus einer Mehrzahl von Einzelschichten handeln. Mit der Anpassungsschicht kann erreicht werden, dass sich die Tendenz der Rissbildung in der äußeren Schicht 3 vermindert. Ein Parameter der Anpassungsschicht, beispielsweise deren Härte oder deren Elastizitätsmodul oder auch eine optische Eigenschaft, kann sich über die Schichtdicke ändern.
Auch beim dritten Ausführungsbeispiel gemäß 5 können die in den 3 und 4 dargestellten Gräben 5 vorgesehen sein, wobei sich die Gräben 5 bis in die Anpassungsschicht 7 oder nur bis angrenzend an die Anpassungsschicht 7 erstrecken können. Die Gräben 5 können sich aber auch bis zur Oberfläche der hermetisch gasdichten Schicht 3 erstrecken.
Mit der erfindungsgemäßen Beschichtung eines Kohlenstoffkörpers 1, bei welchem zwei Funktionsschichten vorgesehen sind, die voneinander verschiedene Eigenschaften aufweisen, ist einerseits sichergestellt, dass die Reaktionsgase auch nach einer längeren Verwendung des Bauteiles in einem CVD-Reaktor nicht mit dem Graphitgrundkörper reagieren und andererseits die Reflektivität der Oberfläche des Bauteils sich auch nach einer längeren Verwendung nicht ändert und insbesondere einen Wert behält, der im Wesentlichen dem der in der Prozesskammer abgeschiedenen Schicht, die bevorzugt eine GaN-Schicht ist, behält, so dass die zur Prozesskammer weisende Oberfläche des beschichteten Bauteils auch als Messfläche zum Messen der Prozesstemperatur mittels eines Pyrometers verwendet werden kann, wobei in Kauf genommen werden kann, dass sich bei einer längeren Verwendung des Bauteiles innerhalb der äußeren Schicht 3 Risse 4 ausbilden.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, nämlich:
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Schicht 2 eine Abschirmschicht ist, die den Kohlenstoffkörper 1 gegenüber den reaktiven Gasen abschirmt und die äußere Schicht eine Reflektionsschicht ist, dessen Reflektivität sich durch die Anwesenheit der reaktiven Gase bei den Prozesstemperaturen nicht ändert.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die reaktiven Gase NH₃ enthalten und die innere Schicht 2 den Kohlenstoffkörper 1 gegenüber NH₃ abschirmt und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlicher ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schicht 3.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Schicht 2 unmittelbar auf dem Kohlenstoffkörper 1 aufgebracht ist und die äußere Schicht 3 eine freie Oberfläche 3' aufweist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reflektivität der äußeren Schicht 3 0,8 bis 0,9 beträgt.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reflektivität der äußeren Schicht 3 der Reflektivität der in der Prozesskammer abgeschiedenen Schicht, insbesondere einer GaN-Schicht entspricht oder zumindest ähnlich ist.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Schicht 2 eine TaC-Schicht ist und/oder dass die äußere Schicht 3 eine SiC-Schicht ist.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schichtdicke der inneren Schicht 2 10 bis 50 μm beträgt.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Schichtdicke der äußeren Schicht 3 50 bis 100 μm beträgt.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Schicht 2 unterbrechungsfrei die Oberfläche des Kohlenstoffkörpers 1 abdeckt.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die äußere Schicht 3 aus einer Vielzahl von nicht miteinander zusammenhängenden Einzelflächen 6 besteht, wobei die Einzelflächen 6 insbesondere durch Gräben 5 voneinander getrennt sind.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die äußere Schicht 3 eine derartige Schichtdicke aufweist und aus einem derartigen Material besteht, dass sich in ihr ohne das Vorhandensein der die äußere Schicht 3 in Einzelflächen 6 aufteilenden Gräben 5 bei den Prozesstemperaturen Risse ausbilden.
Ein Bauteil, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die äußere Schicht (3 eine Messfläche ausbildet zur Ermittlung der Prozesstemperatur mittels eines Pyrometers.
Eine Verwendung eines Bauteiles gemäß einem der vorangehenden Ansprüche in einem CVD-Reaktor, bei dem durch Einspeisen von reaktiven Gasen, die NH₃ enthalten, eine GaN-Schicht abgeschieden wird.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
Bezugszeichenliste

1: Kohlenstoffkörper
1': Oberfläche
2: innere Schicht
3: äußere Schicht
4: Riss
5: Graben
6: Einzelfläche
7: Anpassungsschicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19919902 A1 [0002]
DE 3719515 A1 [0003]
DE 102014109327 A1 [0003]
US 8846501 B2 [0004]
US 2014/0004271 A1 [0007]
US 4579080 [0007]
US 2012/0258280 A1 [0007]
EP 2963676 A1 [0007]

Claims

Bauteil zur Verwendung in einem CVD-Reaktor, in dem bei erhöhten Prozesstemperaturen von insbesondere mehr als 700°C in einer das Bauteil aufweisenden Prozesskammer reaktive Gase eingespeist werden, wobei das Bauteil einen Kohlenstoffkörper (1) aufweist, der eine zumindest eine innere Schicht (2) und eine äußere Schicht (3) aufweisende Beschichtung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (2) eine Abschirmschicht ist, die den Kohlenstoffkörper (1) gegenüber den reaktiven Gasen abschirmt und die äußere Schicht eine Reflektionsschicht ist, dessen Reflektivität sich durch die Anwesenheit der reaktiven Gase bei den Prozesstemperaturen nicht ändert.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reaktiven Gase NH₃ enthalten und die innere Schicht (2) den Kohlenstoffkörper (1) gegenüber NH₃ abschirmt und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, der dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten ähnlicher ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schicht (3).
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (2) unmittelbar auf dem Kohlenstoffkörper (1) aufgebracht ist und die äußere Schicht (3) eine freie Oberfläche (3') aufweist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reflektivität der äußeren Schicht (3) 0,8 bis 0,9 beträgt.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektivität der äußeren Schicht (3) der Reflektivität der in der Prozesskammer abgeschiedenen Schicht, insbesondere einer GaN-Schicht entspricht oder zumindest ähnlich ist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (2) eine TaC-Schicht ist und/oder dass die äußere Schicht (3) eine SiC-Schicht ist.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der inneren Schicht (2) 10 bis 50 μm beträgt.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der äußeren Schicht (3) 50 bis 100 μm beträgt.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht (2) unterbrechungsfrei die Oberfläche des Kohlenstoffkörpers (1) abdeckt.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (3) aus einer Vielzahl von nicht miteinander zusammenhängenden Einzelflächen (6) besteht, wobei die Einzelflächen (6) insbesondere durch Gräben (5) voneinander getrennt sind.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (3) eine derartige Schichtdicke aufweist und aus einem derartigen Material besteht, dass sich in ihr ohne das Vorhandensein der die äußere Schicht (3) in Einzelflächen (6) aufteilenden Gräben (5) bei den Prozesstemperaturen Risse ausbilden.
Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Schicht (3) eine Messfläche ausbildet zur Ermittlung der Prozesstemperatur mittels eines Pyrometers.
Verwendung eines Bauteiles gemäß einem der vorangehenden Ansprüche in einem CVD-Reaktor, bei dem durch Einspeisen von reaktiven Gasen, die NH₃ enthalten, eine GaN-Schicht abgeschieden wird.
Bauteil und Verwendung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.