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Verdampfer zur Herstellung von Schichten Das beispielsweise sublimierbare
Verdampfergut, wie z. B. Siliziummonoxid, wird normalerweise in VerdampfergefEßen
wie Tiegeln oder Schiffchen verdampft, die durch direkten Stromdurchgang, d. h.
durch Stromfluß im elektrisch leitenden Gehäuse aufheizbar sind. Eine grole Verdampfergutmenge
erfordert hierbei großvolumige Verdampfergefäße, die aufgrund ihrer unvermeidbar
großen Oberfläche einen nur geringen elektrischen
Widerstend besitzen.
Durch diese zusätzlich als Heizkörper dienenden Verdampfergefüße werden daher große
Wärmemengen nach außen abgestrahlt, die bei der normalervrcisc gegebenen Anerdnung
des Verdampfergefäkes in Inneren einer Vakuumanlage zu einer Aufheizung der umgebenden
Wände der Vakuumanlagc und damit zum unertniünschten"Gasen"der Wande und zur Verunreinigung
des Vakuums fuhren. Außerdem erfordern großvolumigc und damit großflächige Verdampfer
mit ihren geringen elektrischcn Widerstand hohe Heizstromstärken und damit Durchführungen,
Transformatoren und Kabel hoher Belastbarkeit.
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Ein bereits bekannter und zur Erzeugung von Siliziummonoxidschichten
dienender Verdampfer (siehe Journal of the Electrochemical Soc., April 19G3, Seite
272) besitzt ein spiralförmig ausgebildetes, heizbares Element, das in das trogartige,
nicht durch direkten Stromdurchgang erhitzte Verdampfergefäß eintaucht. Die Verdampfergefäßoffnung
ist durch eine Kappe abgeschlosscn, die eine zentrisch angeordnete Durchbrechung
aufweist. Zur Vermeidung eines geradlinigen Austritts des Verdampfergutes aus dem
Verdampfergefaßinneren ist die Durchbrechung der Kappe durch einen mit der Kappe
verbundenen Sprthschutz gegen das Verdampfergefäßinnere abgeschirmt.
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Dieser Verdampfer zeichnet sich durch sehr geringe Wärmestrahlungsverluste
und somit durch eine geringe benötigte Heizleistung aus. Ein erheblicher Nachteil
dieses Verdampfers besteht jedoch in seiner konstruktiv sehr aufwendigen Beschaffenheit.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beispielsweise
zur Verdampfung sublinierbarer Substanzen geeigneten, wenig aufwendigen Verdampfer
zu schaffen, der ebenfalls die eingangs aufgezeigten Nachteile des überwiegenden
Teiles der derzeit bekannten Verdampfer verneidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einen Verdar. mit
einer mit einem Sprühschutz versehenen Labyrinthöffnung, die den geradlinigen Austritt
des Dampfstrahles aus des dem Verdampfer unterbindet, vor, daB die Labyrinthöffnung
aus einen bandförmigen, heizbaren Element besteht, das in Bereich der Verdampferöffnung
labyrinthartig gefaltot ist und mit seinem hierzu abgekehrten Bereich in das Verdampfergut
eintaucht.
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Furch die Zusammenfassung des Heizelements, des Verdampfergefäßverschlusses
und des Sprühschutzes zu einer, zusätzlich sehr leicht beerbeitbaren Einheit wird
eine wesentlich vereinfachte Herstellung von Verdampfern ermöglicht, die den vorgenannten
Forderungen weitgehond genügen.
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Das Verdampfergefäß kann aus Metall, Keramik oder einen sonstigen
Material gefertigt sein, das die nötige Temperaturbestän-@ digkeit aufweist und
vorzugsweise eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt. Die Verdampfergefußwande
selbst werden nicht. beheizt.
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Vorteilhafterweise wird das heizbare Element in seinen in das
Verdampfergut
eintauchenden Teil mit Abstand zu den Gefäßwänden des Verdampfers gefuhrt, so daß
die von Heizelement abgestrahlte Wärme weitgehend im Verdampfergut absorbiert und
nicht der Gefaßwand zugeführt wird.
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Zweckmäßigerweise besitzt das bandförmige Element in seinem labyrinthförmig
ausgebildeten Bereich eine den Querschnitt der Verdampferöffnung entsprechende Breite,
wodurch ein dichter Abschluß des Verdampfergefäßes und danit die Gewähr geschaffen
wird, daß das verdampfte Gut nicht geradlinig austreten kann.
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Der den Verdampferinneren zugekehrte Bereich des heizbaren Elements
kann-soweit dies nicht zur Abdichtung der Gefäßöffnung erforderlich ist-eine gegenüber
der Gefäßbreite geringere Breite aufweisen, siebartig mit Durchbrechungen versehcn
oder streifenförnig zerteilt sein und dergleichen, so daß der in Raun zwischen den
Gefäßwänden und den heizbaren Element befindliche Dampf und das Verdampfergut in
seinem freicn Transport zun Gefäßinneren nicht behindert werden und damit ebenfalls
nach außen abgedampft werden können.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung kann der labyrinthartig
ausgebildete Bereich des bandförmigen Elements einen parallel zur Oberfläche des
Verdampfergutes angeordneten Mittelteil aufweisen, der zur Reflexion der Danpfstrahlen
dient, die unter der Wirkung eines zu diesen Mittelteil geneigten
Bereichs
des bandförmigen Elements auf diesen Mittelteil auftreffen. Die Erfindung macht
sich dabei die Erkenntnis zunutze, daß Moleküle an heißen Flächen etwa mit der Winkelverteilung
des Lambertschen Kosinusgesetzes, also vollkommen diffus reflektiert werden, während
grökere Teilchen - sofern sie nur groß gegen die Oberflächenrauhigkeit der Flächen
sindnach den Reflexionsgesetz zurückgeworfen werden. Durch diese Ausbildung der
labyrinthartigen Öffnung wird die Beschichtung eines Trägers mit Partikeln annähernd
gleicher kleiner Größe ernöglicht und insbesondere der Einschluß größerer Teilchen
in die Schicht vermieden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach
der Erfindung in schematischer, geschnittener Ansicht dargestellt.
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Hierbei taucht in ein mit einem Verdampfergut 2 teilweise gefulltes
Verdampfergefäß 1, zweckmäßigerweise rechteckförmigen Querschnitts, ein heizbares,
bandförmiges Element 3, das in den der Verdampfergefäßöffnung zugekehrten Bereich
labyrinthartig gefaltet ist. Der labyrinthartig gefaltete Teil des Elements 3 weist
einen parallel zur Oberfläche des Yerdampfergutes 2 bzw. zum Boden des Gefäßes angeordneten
Mittelteil 5 auf, der zur Reflexion der Dampfstrahlen dient, die unter der Wirkung
eines zu diesel Mittelteil geneigten kanalartigen'Bereiches 4 des bandförmigen Elements
auf dieaen Mittelteil auftreffen. Dos bandförmige Element 3 ist in seinem in das
Verdampfergut
2 eintauchenden Bereicli siebartig ausgebildet bzw.
mit einer gegenüber der Gefäkbreite geringeren Breite versehen. In seinen labyrinthartig
gefalteten Teil besitzt das bandförmige Heizelement 3 eine den Gefäßquerschnitt
entsprechende Breite. Die Aufheizung sowie gegebenenfalls Subli-@ des Verdanpfergutes
2 kann durch direkt oder indirekt beheizte bandförmige Elemente erfolgen, wobei
im letzten Fall die metallischen, z.B. aus Molybdän oder Tantal bestehenden @ vorzugsweise
mit einer gut wärmeleitenden Isolierschicht oder dergleichen überzogen sind.
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$ Figurez 5 Patentansprüche