DE2064470A1

DE2064470A1 - Vorrichtung zum Austausch von Materie zwischen einem Tragergas und einer Substratflache

Info

Publication number: DE2064470A1
Application number: DE19702064470
Authority: DE
Inventors: R R Carnache; R A Foehring; D M Kenney
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1970-12-30
Publication date: 1971-07-08
Also published as: GB1328390A; NL7018090A; CA931025A; CH520525A; DE2064470C3; ES386190A1; BE760041A; FR2075030A5; US3672948A; DE2064470B2; SE377430B

Description

Vorrichtung zum Austausch von Materie zwischen einem Trägergas und einer Substratfläche

Bei der Herstellung elektronischer Bauteile hat die Massenfabrikation von integrierten Halbleiter schaltungen in letzter Zeit eine grosse Bedeutung erlangt. Die Einführung integrierter Schaltungen in der Industrie brachte eine Nachfrage nach neuen Methoden und Apparaten für die Herstellung grosser Stückzahlen bei stets steigenden Anforderungen an die Qualität.

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Die Herstellung einer integrierten Halbleiterschaltung die unter .Umständen· eine grosse Anzahl verschiedener Elemente enthält erfordert normalerweise zahlreiche Verfahrensschrittc. Da . · Fehler oder Toleranzüberschreitungen bei jedem einzelnen Schritt zu Ausschuss führen können, müssen diese Schritte so ausgeführt werden, dass dabei gut reproduzierbare Resultate bei einem ver-P -tretbaren Aufwand entstehen.

Sehr häufig werden bei der Herstellung integrierter Schaltungen Verfahren zur Oxydation, zur Diffusion, zum epitaktischen Niederschlag und zum Aetzen von Halbleitermaterial benötigt. All diese Verfahren können als Austausch von Materie.zwischen einem Trägergas und einer Substratfläche verstanden werden, denn sie benützen alle, wie z.B. der Niederschlag aus der Dampf-

P phafje oder die Dampfätzung die Berührung zwischen einem gasförmigen

Medium und einem festen Substrat, auf dem entweder Materie niedergeschlagen oder von welchem Materie entfernt wird.

Ueblicherweise werden für Verfahren der genannten Art Reaktionen in geschlossener oder offener Röhre benützt. Beide

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Methoden werden sowohl im Laboratorium als auch in der
Fabrikation noch heute häufig angewendet. Beim Verfahren
der geschlossenen Röhre werden die Substrate zusammen mit gewissen Reaktionsmaterialien in eine Quarzröhre eingeschlossen. Die Röhre wird auf Reaktionstemperatur gebracht, unter Umständen werden die in der Röhre befindlichen Objekte individual} ζ. B. durch Hochfrequenzheizung erwärmt, wodurch bei richtigter Einhaltung aller Parameter die gewünschte Reaktion in Gang kommt. Die Methode arbeitet relativ langsam und das Einsetzen und
Herausnehmen der Arbeitsobjekte in die Röhre ist recht umständlich. Man ist deshalb mehr und mehr zur Methode der offenen Röhre übergegangen; bei der Reaktionsgase kontinuierlich durch die Röhre geleitet werden. Dabei kann über längere Zeit eine bestimmte Konzentration der benötigten Gase aufrechterhalten

werden. Nachteilig ir,t hingegen, dass regelmäßig die Reaktionsgase der Länge nach durch die Röhre geleitet werden, weshalb ein Kom:i-ntrationsgefa'lle entlang dor Röhre entsteht. Objekte wie z.B. Substrate, die sicli in der Röhre befinden, erfahren
dadurch eine ungleichmässige Behandlung,

H H/VAUH

Es wurden bereits Vorschläge gemacht, diese Nachteile durch besonders genaue Steuerung der Reaktionstemperaturen sowie der Konzentration der Reaktionsroittcl zu beseitigen. Um die Wirkung von erschöpften Reaktionsgasen zu vermeiden, wurden eine Reihe von Röhren, Gefässen, usw. entwickelt, die den Durchfluss der Reaktionsgase so turbulent als möglich gestalten sollen. Man versuchte dadurch einen gleichmässigeren Niederschlag auf den Substraten zu erreichen. Damit gelang es zwar die benötigten Reaktionszeiten stark abzukürzen, das Problem des ungleichniässigen Niederschlages konnte jedoch nicht gelöst werden und die Produkte dieser Verfahren enthielten viel Ausschuss infolge von Toleranzüberschreitungen, ,

Neuerdings wurden darüber hinaus Systeme vorgeschlagen, in denen kontinuierlich ein oder mehrere Verfahrensschritte ausgeführt werden können. Diese kontinuierlich arbeitenden Systeme benötigen komplizierte Isolationsvorrichtungen am Eingang und Ausgang sowie zwischen verschiedenen Reaktionskammern,

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Inertgasvorhänge, Vakuumkammern, meist in Verbindung mit _#

Labyrinthen usw. wurden vorgeschlagen, die sich jedoch alle als unzuverlässig, schwer zu handhaben und zu aufwendig erwiesen haben.

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BAD ORIGiNAL

J." fl!»¹! ψΜ ρ; ρ <;'ψίψψ^] :" r

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorrichtung zur kontinuierlichen Ausführung der genannten Verfahren zu schaffen, die gleichförmigere Produkte bei engeren Toleranzen liefert. Dabei soll ein gleichförmiger Durchfluß der Produkte möglich sein, ohne die Notwendigkeit besonderer Isolatiorg&tufen.

Die die genannten Eigenschaften aufweisende Vorrichtung stellt im wesentlichen ein an sich bekanntes Reaktions system für Halbleitersubstanzen dar und ist gekennzeichnet durch eine gleichrichtende Filterröhre zur Erzeugung einer im wesentlichen laminaren Gasströmung innerhalb der Reaktionszone über den Substratflächen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Reaktions systems zur Durch

führung epitaktischer Reaktionen;

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht eines Teiles der Nieder

schlagszone des in Fig. 1 gezeigten Gerätes;

Fig. 3 schematisch eine vertikale Schnittansicht der in Fig. 2

gezeigten Niederschlagszone mit dem Geschwindigkeitsprofil des reagierenden Gases unter idealen Bedingungen;

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Fig, 4 eine Kurve, in welcher die Wachstumsgeschwindigkeit des Niederschlages als Funktion der Entfernung aufgezeichnet ist;

Fig. 5 eine schcmatische Gesamtansicht der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung;

Fig. 6 eine genaue Ansicht des Eingangs der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung;

Fig. 7 eine genaue Schnittansicht der Einrichtung.der Fig. 1 entlang der Linie 7-7 und

Fig. 8 eine teilweise Schnittansicht der Innenseite der

Vorheizzone und eines Teiles der Niederschlags- -_t zone entlang der Linie 8-8 in Fig. 7, gesehen von

der Rückseite der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung*

Obwohl Verfahren und Einrichtung sich grundsätzlich auf zahlreiche Dampf-Transportprozesse anwenden lassen, wird mit dem Ausführungsbeispiel nur eine Reaktion beschrieben, und zwar die Reduzierung von Siliziumtetrachlorid durch Wasserstoff, beschrieben durch die Gleichung: SiCl + 2H Wärme Si * 4HGl.

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BAt) ORIGINAL

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Die tatsächliche Reaktion ist komj>lexer vind hängt ab von den Konzentrationen der Reagenzien, der Temperatur, dem Druck und der Form des Reaktors, die alle zu verschiedenen Nebcnreaktionen führen können. Da die Reaktion umkehrbar ist, können mit ihr auch Aetzung und andere Massentransportprozesse durchgeführt werden. So ist z. B. die Disproportionierung, Zersetzung, Kondensation und das Kracken von Gasen möglich. Da eine Anzahl dieser Reaktionen auch umkehrbar ist, ist ausserdem die Entfernung von Material von Substratflächen, sowie der Niederschlag von Material möglich. Bei dieser Beschreibung ist es daher klar, dass jeder wärmeinduzierte Niederschlag von chemischen Dämpfen sowie Aetzverfahren eingeschlossen sein sollen.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Durchführung dieser Prozesse dargestellt und mit der Nr. 10 bezeichnet. Die rohrartige Einrichtung 10 hat einen rechteckigen Querschnitt, an einem Ende einen Eingang 12 und am anderen Ende einen Ausgang 14, die später beide noch genauer beschrieben werden. Der Mittelteil des Rohres 10 umfasst eine Kammer, die in drei Prozesszonen unterteilt ist, und zwar Vorwärm-, Niederschlag- und Abkühlungs-

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BAD

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zone. Eine Anzahl von Gaseinführungsröhren 16-24 ist für die Gaszufuhr zu den verschiedenen Zonen vorgesehen, Abgase verlassen das Prozessrohr durch die Abgasröhren 26, In einem Wassermantel fliesst Kühlwasser um, welches durch Wasser¹-eingangsrohre 28 zugeführt wird und durch Wasserauslaufrohre 30 wieder abläuft, die an der Ober- bzw, Unterseite des Prozessrohres 10 angebracht sind, Halbleitersubstrate werden auf Trägern 32 befestigt, die kontinuierlich durch das Prozessrohr 10 geführt werden können. Ausserdem ist eine Oeffnung 34 für die Betrachtung der Substrate während des Prozesses beim Durchlaufen der Niederschlagszone vorgesehen.

Vor einer genaueren Beschreibung des in Fig. 1 gezeigten Prozessrohres wird zunächst seine Arbeitsweise allgemein beschrieben,

Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht einer idealen Nieder-Schlags- oder Dampftransportzone. Um ein in der Gasphase befindliches Reaktionsmaterial durch die Transportzone und über die ebene Oberfläche des Substrates 36 führen zu -können, ist eine Filterröhre mit einer Porengrösse von vorzugsweise 10 Wi

im

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atis gefrittetem Quarz oder gesintertem reinem Stehl vorgesehen.

Die Filter röhre verhält sich genauso wie ein klassischer poröser

: Stopfen, Somit tritt bei den reagierenden Gasen keine Aenderung

der Enthalpie auf, während sie durch die Wandungen der Filterröhre strömen. Auf der ganzen Länge der Filterröhre 38 werden die reagierenden Gase gleichmässig in die Niederschlagszone geleitet und erzeugen dort eine laminare Strömung. Auf der gegenüberliegenden Seite der Zone ist ein Abgasleitblech 40 vorgesehen, welches von den reagierenden Gasen nach Ueberstreichen der Oberfläche des Substrates 36 umströmt wird. Das Abgasleitblech > 40 kann z, B. eine Filterplatte aus gesintertem Stahl sein, deren

f Porösität ausreicht, einen Gegendruck zu erzeugen, der einige

; Grössenordnungen über dem Druckabfall in Längsrichtung im

Abgasgehäuse 42 liegt. Das Abgasleitblech kann auch eine perforierte Stahlplatte mit etwa 150 Oeffnungen pro mm mit einein

_t Durchmesser von je 25 um sein, Das Filterrohr 38 und das

Abgasleitblech 4.0 stellen zusammen eine Laminarströmung über der Oberfläche des Substrates 36 sicher, die durch die parallelen

x Linien in F^g. 2 dargestellt ist.

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Fig,. 3 zeigt die Idealbedjngung einer Laminarströmung in einer vertikalen Ebene. Das Geschwindigkeitsprofil 44 zeigt, wie der diffusionsbegrenzte Transport stattfindet. Die Geschwindigkeit der reagierenden Gase ist an der Substratoberfläche Null und wird nach oben bis zu einer Höchstgeschwindigkeit zunehmend

fe grosser. Von dem gasförmigen Material wird das Reaktionsprodukt auf der Substratoberfläche niedergeschlagen. Dadurch ergibt sich im Gas eine ungleiche Konzentration und eine Diffusion in Richtung auf den Niederschlagsbereich, d.h. auf die Substratoberfläche. Die Substrate werden durch nicht dargestellte Einrichtungen auf die gewünschte Reaktionstemperatur erwärmt und während die Reagenzien auf diese heisse Oberfläche hin diffundieren, durchlaufen sie einen Temperaturbereich, der an der Substrat-

b oberfläche ausreicht, um die gewünschte Reaktion erfolgen zu

lassen. Da die reagierenden Gase in laminarer Strömung über die Substratoberflächen geführt werden, lässt sich eine im wesentlichen gleichförmige ui>d regelbare Niederschlagsge.schwindigkeit auf- '' rechterhalten. Somit wird der Niederschlag oder andere Reaktionen

von Dampfphasen durch die Diffusionsgeschwindigkeit in die niedergeschlagene Grenzzone begrenzt. Da ohne Turbulenz; gearbeitet wird,

,...,,., 109828/1358

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können unvorlierschbare Unregelmässigkeiten im Strömungsmuster keine unregelmässigen Niederschläge an verschiedenen Stellen der Substratoberfläche hervorrufen.

Es ist zu beachten, dass einige der gasföx-migen Reagenzien axis dem Dampfstrom entfernt werden, «während dieser über das Substrat und den Träger streicht und daher die eigentliche Konzentration .der Reagenzien zur Entfernung vom ersten Niederschlagspunkt an umgekehrt proportional ist und dadurch die Diffusionsoder Niederschlagsgeschwindigkeit an den Punkten herabgesetzt wird, die von der Vorderkante des Substratträgers weiter entfernt sind, wie es in Fig, 4 dargestellt ist.

In der in Fig. 4 gezeigten Kurve ist der Niederschlags-Zuwachs

in Abhängigkeit von der Entfernung vom Beginn des Niederschlages

ι auf der ebenen Oberfläche des Substrates aufgezeichnet. Der höchste Zuwachs ist reaktionsbegrenzt und tritt nur auf, wenn die Konzentration der Gase konstant bleibt. Diese Bedingung ist aber nur am ersten Niederschlagspunkt gegeben, da die Konzentration danach abnimmt. Der Niederschlagszuwachs ist somit

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BAD OR[QfNAL

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diffusionsbegrenzt und abhängig von der Geschwindigkeit, mit j der sich die reagierenden Gase über die Substratoberfläche hin

■ ' ■"■ !

bewegen. Bei einer Geschwindigkeit von z.B. 10 cm/sec ist I

der Niederschlag eine kurze Strecke hinter dem Beginn fast - * ί

konstant, wie Punkt 41 zeigt. Wenn die Substrate nicht an der i

Vorderkante des Substratträgers befestigt, sondern etwas nach · I

hinten versetzt sind, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, f

fällt das ganze Substrat in den flachen Teil 41 der Kurve. Im \

■ ; ;; ■ ^; ■ j

Gegensatz zu einem Turbulenzsystem, das indem fast senkrechten \

Teil der Kurve arbeitet, ist ein Laminar-Strömungssystem genauer '

steuerbar und dadurch leichter reproduzierbar. Da die Kurve für |

den Niederschlag mit zunehmender Entferming ständig etwas [

abnimmt, werden die reagierenden Materialien vorzugsweise |

über nur ein Substrat geführt. j

Wenn die Konzentration der Materialien in der gasförmigen Phase f

kleiner ist, als die Konzentration in dem Bereich unmittelbar über f

der Substratoberfläche tritt eine Umkehrung des diffusionsbegrenztcn I

Transports auf.und es ist eine Aetzung oder Entfernung von Material . ί

aus dem Substrat möglich. Wenn z, B. HCl als reagierendes Gas I

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und Silizium als Substratoberfläche verwendet wird, resultiert · daraus eine Umkehrung der oben beschriebenen Reaktion und die , Erzeugung von SiCl und H .

In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch

• dargestellt. In der Mitte der Prozessröhre befindet sich die Niederschlagszone, Diese Zone arbeitet genauso, wie es oben im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschrieben wurde. Um jedoch eine geregelte Umgebung für den Reakti ons ablauf sicher-

I · zustellen, ist eine Vorwärmzone für die in die Niederschlagszone

eintretenden Substrate vorgesehen. In dieser Vorwärmzone werden ' die auf dem Substratträger 32 liegenden Substrate vor Eintritt in

* die Niederschlagszone auf die richtige Reaktionstemperatur gebracht. . Unter'den Substratträgern 32 liegt im wesentlichen unter der

Gesamtlänge der Vorwärm- und der Niederschlagszone ein Widerj Btandsheizelement, das nicht dargestellt ist. Während die Substrate

, * erwärmt werden, wird Wasserstoffgas von hohem Reinheitsgrad

-.'■ durch ein Vorwärmfilterrohr 52 in die Vorwärmzone eingeführt,

,} um sicherzustellen, dass keine Verunreinigungen in die Nieder-

I eehlagszone gelangen und um Nebenreaktionen zu vermeiden, Die

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Vorivärmzone ist genauso aufgebaut wie die oben beschriebene Niederschlagszone, Der Wasserstoff strömt in. laminarer Strömung über die Oberflächender Plättchen.

In Durchlaufrichtung gesehen hinter der Niederschlagszone liegt eine. Kühlzone. Diese Zone wird wie die Vorwärmzone und die Niederschlagszone mit Gas, welches durch ein Kühlfilterrohr zugeführt wird, in laminarer Strömung durchflossen. In der Kühlzone sollen Spuren von SiCl entfernt werden, die aus der Niederschlagszone übertragen wurden und die Substrate sollen vor dem Verlassen des Rohres 10 gekühlt werden._ _ _ _ _

Für den erfolgreichen Betrieb des Prozessrohres lO kann eine Strömung gasförmigen Materials in Längsrichtung nicht zugelassen werden, weil sich dadurch die verschiedenen. Gase in den Zonen mischen würden. Um eine solche Längsströmung zu verhindern, muss der Druck an jedem Ende des Prozessrohres gleich sein. Da der Druckabfall durch die Wände der Filterrohre wesentlich grosser ist als der Druckabfall in Längsrichtung des Reaktionsf ohres ist der Massenflusa pro Längeneinheit des Filterrohres konstant. Und

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da dieser Massenfluss durch die Filterrohre bei konstantei· Temperatur nur eine Funktion dos Druckes ist, ist er konstant für einen konstanten Eingangsdruck, Die Vorrichtung arbeitel nicht mit einem genauen Messsystem für separate Gasströmungen, sondern mit einem Druckausgleich, wie er in Fig. 5 gezeigt ist. Wasserstoffgas wird der Vorwärm- und der Kühlzone zugeführt und ein Trägergas durch eine Eingangsleitung 53 in das System eingebracht. Die reagierenden Gase H und SiCl werden in separaten Leitungen in die Niederschlagszone eingeführt.

Da in jeder der drei Zonen eine Laminar strömung aufrechterhalten wird, erfolgt keine Mischung der Gase zwischen den Zonen ausser einer kleinen Diffusionsmenge, die durch einen Konzentrationsgradienten von SiCl₄ zwischen der Niederschlagszone und den angrenzenden Zohnen verursacht wird. Das Arbeiten mit der Laminar strömung gestattet den ganzen, aus drei Schritten bestehenden Niederschlagsprozess in einer Kammer auszuführen, ohne dass Sperren oder andere Isolationseinrichtungen zwischen den einzelnen Prozessschritten benötigt werden.

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ORIGINAL

In Fig. 5 sind ausscrdem zwei Wärmeschilde 54 und 56 gezeigt, j>

mit denen bei Bedarf der Verlvist von Strahlungswärme von den J;

'erwärmten Substraten 36 reduziert werden kann, ohne dass die t-^:

Laminarströmung der Gase in der ReaJktionszone wesentlich ' |

beeinflusst wird. Die Wärmeschilde können z.B. perforierte | Molybdänblechc mit einer Dicke von 1, 5mm und etwa 10% offener

Fläche sein. Bis zu welchem Grad die Laminarströmung beein- j,;

trächtigt werden kcinn, um den Strahhingswärmeverlust durch die 5'

Plättchen zu reduzieren.ist eine Frage der Wirtschaftlichkeit, f

Das in Fig. 1 gezeigte Prozessrohr 10 besteht aus einem recht- '*- I

eckigen langen Rohr mit einem Eingang 12 und einem Ausgang 14, h

Das Proz.es si* ohr kann z.B. etwa 3 m lang sein. Eingang und Aus- J.

gang sind ähnlich aufgebaut und gestatten die Durchführung von ~ \ Substraten in die und aus der Prozesszone. Fig. 6 zeigt eine

Draufsicht des Einganges. Das Tor kann aus einer oberen Platte ί

58 und einer unteren Platte 60 bestehen, die so ausgenommen ι

sind, dass ein Substratträger 32 mit Minimalabstand durch den ]

Schlitz laufen kann. Ein Schutzgas, wie z. B« Argon, wird , [ kontinuierlich durch ein Rohr 62, welches mit dem Schlitz in ,

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den Platten 58 und 60 in Verbindung steht, dem Tor zugeführt. Die Lage des Tores 62 auf der Platte 58 in Längsrichtung wird bestimmt in Abhängigkeit von der Grosse der Oeffnung zwischen dem Schlitz und dem Substratträger, der Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und der Innenseite des Prozessrohres und dem Grade, in welchem ein in Entweichen von Argon in das Prozessrohr hinein tolieriert werden kann. Vorzugsweise sollten im Ausführungsbeispiel etwa 1 Liter Argon/Minute in das Prozessrohr und Z Liter/Minute in die Atmosphäre entweichen können. Die Länge des Eingangs- oder Ausgangstores sollte so bemessen sein, dass ein ausreichender positiver Druck im System aufrechterhalten wird, ' .

Die Substratträger 32 können aus hochgradig reinem, handelsüblichem Graphit hergestellt sein und eine Längsführung aus \ - . Pyrolithischem Graphit oder Molybdän aufweisen, die auf der

\ ganzen Trägerkante entlang läuft. Der Träger 32 ist allgemein ·

Ά rechteckig, vorzugsweise quadratisch und muss eine flache Vorder-

) und Hinterkante aufweisen, um eine Dichtung zwischen den Trägern

/ zn gewährleisten, während sie kontinuierlich durch das Prozeesrohr

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laufen. Substrate sind,um Turbulenzen zu vermeide^auf den Trägern 32" so angebracht, dass ihre ebenen, den Niederschlag aufnehmenden Oberflächen mit der Oberfläche des Trägers fluchten. Der Träger muss wesentlich grosser sein.als die Substrate, damit der flache Teil der Aufwachskurve·von Fig. 4 auf das Substrat fällt. Die Träger werden durch einen bekannten Zuführmechanismus kontinuierlich in das Prozessrohr eingeführt.

Aus den Fig. 7 und 8 geht hervor, dass das Prozessrohr in drei verschiedene Abschnitte unterteilt ist. Gemäss obiger Beschreibung liegt die Niederschlags- oder Dampftransportzone in der Mitte, Der Boden der Transportzone wird vom Substratträger 32 und den Führungsschienen 64, die Seitenwandungen von den Wärmeschilden 54 und 56 und die Decke von dem Wärmeschild 66 gebildet. Die Transportzone wird in Längsrichtung durch das Filterrohr 38 begrenzt.

Direkt unter der Vorwärmzone verläuft in Längsrichtung des Rohres in der Vorwärm- und der Niederschlagszone ein Wicleretandsheizetreifen 68, der auf hitzebeständigen Stangen 70 gelangert

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ist. Der Ileizstreifen 68 kann aus Graphit bestehen und ist an beiden Enden an einem Klemmenblock 72 -befestigt. Da der Heizstreifen 68 sich bei Erwärmung ausdehnt, ist am Eingangsende des Prozessrohrcs 10 ein Gleitblock mit Druckfedern angeordnet. Mit dem Heizstreifen 68 ist an beiden Enden ein elektrischer Anschluss 74 verbunden, der durch die Bodenplatte des Prozessrohres läuft und am besten in Fig. 7 gezeigt ist.

Um gasförmiges Material durch die Niederschlagszone führen zu können, ist rechts vom Wärmeschild 54 das Filterrohr vorgesehen, welches mit der Gaszufuhr 17 durch die rechte Seitenplatte 76 verbunden ist. Eine obere und untere Gaskammerteilurig 78 bzw, 80 begrenzt das gasförmige Material auf die richtige Zone,

Um einen Niederschlag auf dem Wärmeschild 66 zu vermeiden, wird dieser durch einen Gasstrom auf seiner Oberseite unter die Reaktionstemperatur gekühlt. Das Gas wird durch ein oberes Filterrohr 8?- augeführt, welches in der Seitenplatte 76 befestigt und an die Zuleitung 21 angeschlossen ist. Als Gas kann Wasserstoff

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Zt.

benützt werden, der von der oben im Zusammenhang mit Fig. 5
besprochenen Quelle zugeführt werden kann.

Um Verluste in der Niederschlagszone zu vermeiden, and die ♦

Wärme im Prozessrohr aufrechtzuerhalten, ist ein Bodenfilter- ?

rohr 84 vorgesehen, welches direkt unter dem Niederschlags- ■■

filterrohr 38 an der rechten Seitenplatte 76 befestigt und mit der . '

unteren Gaszufuhr 29 verbunden ist. Das Gas, z.B. Argon vom \

Rohr 84,fliesst unter den Führungsschienen 64 und durch die \

Wärmeschilde 86. ' ■ ·:

Nachdem es durch den Reaktionsbereich geströmt ist, trifft es \

auf das Abgasleitblech 40, dessen Funktion oben im Zusammen- [

hang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Die Gase verlassen dann ■

j das Prozessrohr durch das Abgasrohr 26. \

Um die Temperatur des Prozessrohres zu steuern und überschüssige Wärme aus der Niederschlagszone abzuführen,, sind
Ober- und Unterseite dee prozessiohres mit Wassermänteln 88
ausgestattet.

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Fig. 7 zeigt ausserdem die Betrachtungsöffnung 34, die auf Wunsch in bekannter Art eingebaut werden kann.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel kann die richtigen Bedingungen für einen Diffusionsbegrenzten Massentransport schaffen und aufrechterhalten, wie er allgemeiner im Zusammenhang mit den Fig. 2, 3, 4 beschrieben ist. Beim Betrieb des Prozessrohres ist natürlich eine Anlaufperiode erforderlich. Um die richtigen Bedingungen für den Wärmeaustausch sicherzustellen, wird der Heizstreifen eingeschaltet und das Trägergas Wasserstoff an alle Eingangsleitungen angelegt. Das Prozessrohr wird vorzugsweise mit Substratträgern und irgendwelchen Attrapen gefüllt, damit die richtigen Bedingungen entstehen. Sowohl dem Eingangs- ale auch dem Auegangstor ist Argon zuzuführen, um das im Prozessrohr fliessende Gas am Entweichen in die Atmosphäre

xu hindern

kann da· r iagierende Material, SiCl. d tm in die Niederschlags-

»on·

beigesetzt Pro*·

Wenn die Bedingungen im Prozessrohr stabil sind,

Waii»r»tof{itrom in d«i

gewttnichten Meng«

werden. Dann können Substrate kontinuierlich durch

.. .■■■,■ ■ ■ ti ■

• rphr geführt werden, An d|t| inneren Elementen des

d|t| g

ndet kein ader nur tin geringer Niederschlag statt, weil Substrate und SubStrattrÄger auf die richtige Niederschlagstem-

peratur erwärmt werden,

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Austausch von Materie zwischen einem Trägergas und einer Substratfläche, mit Mitteln, um Substrate (36) kontinuierlich durch eine Reaktionszone hindurchzubewegen, sowie Mitteln, um die Substrate auf einer bestimmten Temperatur zu halten, gekennzeichnet durch eine gleichrichtende Filterröhre (38) zur Erzeugung einer im wesentlichen laminaren Gasströmung innerhalb der Reaktionszone über den Substratflächen.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 mit wenigstens einer der Reaktionszone benachbarten zusätzlichen Zone zum Vorwärmen bzw, zum Abkühlen der Substrate, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl für das Reaktions- als auch für das inerte, vornehmlich dem Wärmetransport dienende Gas gleichrichtende Filter röhren (38, 52, 53) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die laminare Gasströmung parallel zur Substratoberfläche

fc und quer zur Bewegungsrichtung der Substrate fließt.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszone teilweise durch einen Wärmeschild (54, 56, 66, 86) begrenzt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, d»f zwischen der Reaktionszone und der Vorwärm- respektive Abkühlzone keine I eolations zone vorhanden ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aneinander angrenzend mehrere Reaktionszonen angeordnet sind, die von den Substraten nacheinander durchlaufen werden.

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