DE9313168U1 - Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases - Google Patents

Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases

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Description

Anmelder: Dr. Erminald Bertel
Titel: Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases.
Weiters betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Aufbringen diamantartiger Kohlenstoffschichten.
Zur Erzielung hoher Dissoziationsgrade sieht die Erfindung eine Einrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch mindestens einen mittels einer gesonderten Heizvorrichtung aufheizbaren Kanal, durch den das zu dissoziierende Gas strömt.
Im Gegensatz zu Verfahren, die mit geheizten Wolframdrähten arbeiten, bildet die Innenwand des Kanals eine wesentlich größere Wechselwirkungsfläche aus, was hohe Dissoziationsgrade ermöglicht. Besonders eignet sich die erfindungsgemäße Einrichtung zum Einsatz in einer Diamantbeschichtungseinrichtung.
Die Abscheidung von diamantartigen Kohlenstoff-Schichten (im folgenden kurz "Diamantfilme" genannt) auf Substraten verschiedenster Art ist von großem technischen Interesse, da Diamantfilme eine große Anzahl technologisch interessanter Eigenschaften aufweisen: Sie sind extrem hart, chemisch widerstandsfähig, elektrisch hochisolierend, transparent über einen weiten Wellenlängenbereich (insbesondere auch für infrarotes und sichtbares Licht), sehr gut wärmeleitend und sie verfügen über einen hohen Brechungsindex. Aufgrund dieser Eigenschaften können sie zur Hartstoffbeschichtung von
Werkzeugen, als Anti-Korrosions-Schichten, für optische Vergütung, und als isolierende Schichten in Halbleiterbauteilen, bei denen eine gute Wärmeabfuhr garantiert sein muß, eingesetzt werden. Diamant kann auch dotiert werden, sodaß seine Verwendung als Ausgangsmaterial für eine eigene Halbleitertechnologie anstelle von Silizium in Betracht gezogen wird.
Die Abscheidung von Diamantfilmen erfolgt derzeit auf der Basis von zwei unterschiedlichen Verfahrenstypen.
Bei den thermischen Verfahren werden auf eine Temperatur von über 2000 K geheizte Wolframdrähte in das Reaktanten-Gasgemisch (im wesentlichen eine Mischung von H2 und Kohlenwasserstoffen, typischerweise -99% H2 und -1% CH4) eingeführt. An diesen Drähten werden die Gasmoleküle z.T. aktiviert, sodaß sie beim Auftreffen auf ein geheiztes Substrat (typische Temperatur 1100-1300 K) zum Aufwachsen von Diamantfilmen führen. Die Aktivierung besteht u.a. in der Bildung von dissoziiertem, d.h. atomarem Wasserstoff und in der Bildung von Kohlenwasserstoff-Radikalen (Hot-Filament Verfahren).
Alternativ dazu werden Plasma-unterstützte Verfahren verwendet, bei denen die Aktivierung der Gasmoleküle in einem Plasma vorgenommen wird.
Die bisherigen thermischen Verfahren haben einen schwerwiegenden Nachteil: Da nur jene Gasteilchen zum Diamantwachstum beitragen, die am heißen Draht aktiviert und auf dem Weg zum Substrat nicht durch Stöße wieder desaktiviert wurden, variiert die Aufwachsrate und die Schichtqualität sehir stark als Funktion des Abstandes vom Aktivatordraht. Aus diesem Grunde ist es schwierig, mit diesen Verfahren gute, homogene Diamant-
schichten auf größeren Flächen abzuscheiden, selbst dann, wenn mehrere Drähte eingesetzt werden.
Plasma-Verfahren wiederum führen zu Schwierigkeiten mit der homogenen Beschichtung kompliziert geformter Gegenstände. Da in diesem Fall die Form der Elektroden im allgemeinen nicht genau der Form des Substrates angepaßt werden kann, kommt es zur Ausbildung inhomogener Felder, daher zu örtlichen Variationen im Aktivierungsgrad des Gasgemisches, der Aufwachsrate und der Schichtqualitat.
Es ist auch ein Hybrid-Verfahren bekannt geworden, bei dem die Plasma-Aktivierung thermisch unterstützt wird. Dieses Hybrid-Verfahren erzielt zwar gute Aufwachsraten, führt aber bei der Beschichtung kompliziert geformter Substrate zu denselben Problemen wie die rein Plasma-gestützten Verfahren. Beim bekannten Hybrid-Verfahren heizt das durch eine angelegte Spannung hervorgerufene Plasma selbst von innen eine Hohlkathode auf (EP-Al-O 297 845).
Mit der Erfindung ist es möglich, eine Einrichtung zum Aufbringen von Diamantfilmen zu schaffen, mit der die Nachteile bisheriger Methoden vermieden werden können und hohe gleichmäßige Aufwachsraten erzielbar sind.
Unter einer gesonderten Heizvorrichtung (Fremdheizung) wird eine Heizvorrichtung verstanden, die unabhängig von allfälligen exothermen Reaktionen im (Reaktant)Gas bzw. dessen Dissoziationsprodukten eine externe Wärmezufuhr an die Innenwand des Kanals erlaubt. Mit anderen Worten beheizt die mittels einer solchen gesonderten Heizeinrichtung geheizte Innenwand des Kanals das (Reaktant)Gas und nicht umgekehrt (wie beispielsweise
beim genannten Hybrid-Verfahren, wo das heiße Gasplasma des Reaktantgases die Innenwand selbst erhitzt).
Die Erfindung arbeitet also mit rein thermischer Aktivierung, erzielt aber einen gleichmäßigen Aktivierungsgrad des in die Reaktionskammer eingelassenen Reaktantengases, der wesentlich höher liegt als bei den üblichen Hot-Filament-Verfahren„ Überdies erlaubt das Verfahren eine Abscheidung bei Drücken, die kleiner sind
als in den konventionellen thermischen und Plasma-gestützten Verfahren.
Die Erfindung erlaubt es, auch ausgedehnte und komplex geformte Flächen mit guter Homogenität zu beschichten. Die Apparatur besteht beispielsweise im wesentlichen
aus einem Vakuumgefäß (Reaktionskammer), einem Gaseinlaßsystem, das die Reaktions-Gase über einen oder mehrere heizbare Kanäle in das Gefäß einzuführen gestattet, und einem heizbaren Substrat-Halter. Zur Abscheidung von Diamantfilmen werden die Wände der Kanäle mittels der gesonderten Heizvorrichtung auf so hohe Temperaturen geheizt, daß die Reaktionsgase aktiviert werden und zur Abscheidung von Diamantfilmen auf dem Substrat führen. Die Kanäle werden so angeordnet, daß eine optimale Beschichtung des Substrates gewährleistet ist.
Eine Plasma-Unterstützung der Abscheidung wird vermieden, um größtmögliche Homogenität der Schicht auch bei komplex geformten Substraten zu erreichen.
Die Erfindung beruht auf einer effizienten thermischen Aktivierung der Reaktantengase. Der hohe Wirkungsgrad
der thermischen Aktivierung wird dadurch erzielt, daß
einzelne oder alle Komponenten des Reaktantgases durch Kanäle mit extern geheizten Wänden in das Reaktionsgefäß eingelassen werden. Das auf diese Weise gleichmäßig aktivierte Gas strömt dann auf ein geheiztes Substrat
auf, auf dem es bei geeigneter Wahl der Reaktionsparameter zum Wachstum von Diamantfilmen kommt. Es können grundsätzlich beliebig großflächige Anordnungen von Kanälen gebaut werden, sodaß eine Beschichtung auch sehr großer Substratflächen mit homogenen Diamantfilmen möglich ist. Die Anordnung der Kanäle kann der Substratform angepaßt werden und erlaubt so eine optimale Beschichtung auch komplex geformter Gegenstände. Da sehr hohe Aktivierungsgrade (insbesondere hohe Dissoziationsgrade des Wasserstoffs und damit hohe Konzentrationen an atomarem Wasserstoff, aber auch höhere Ausbeuten an aktivierten Kolilenwasserstoffen) erreichbar sind, läßt die Erfindung hohe Aufwachsraten zu. Elektrische Spannungsdifferenz zwischen den geheizten (Einlaß)Kanälen und dem Substrat, die groß genug wäre, eine Gasentladung zu zünden oder aufrechtzuerhalten, wird günstigerweise vermieden. Andernfalls würden sich die Nachteile der Plasma-unterstützten Verfahren einstellen, nämlich inhomogenes Wachstum aufgrund von Feld-Inhomogenitäten. Die maximale Spannungsdifferenz zwischen den Einlaßkanälen und dem Substrat, die noch zulässig ist, ohne eine Plasma-Entladung zu unterhalten, richtet sich dabei nach dem eingestellten Gasdruck und der Geometrie der Apparatur.
Um die gewünschte hohe thermische Aktivierung zu erzielen, werden die Wände der Einlaßkanäle je nach gewähltem Gasdruck vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 1700 K und 2600 K geheizt. Die Kanäle müssen daher aus Materialien mit hohem Schmelzpunkt und niedrigem Dampfdruck hergestellt werden. Demnach sind dafür die Metalle Wolfram, Tantal, Osmium, Rhenium, sowie Niob, Molybdän, Ruthenium und Iridium geeignet. Die Kanalwände können aber auch aus Aluminium-Oxid (z.B. Saphir), Chrom-Oxid, Zirkon-Oxid, aus Karbiden, Nitriden oder Boriden der Übergangsmetalle Ti, V, Nb, Ta, aus Karbi-
den und Boriden von Cr, Mn, Mo, W, aus Karbiden von Si, Zr, sowie aus Nitriden von B, Al und Zr bestehen. Einige dieser Materialien werden allerdings durch atomaren Wasserstoff korrodiert, wodurch sie einem gewissen Verschleiß unterliegen.
Die Kanäle können in verschiedener Weise ausgebildet sein, z.B. als Röhrchen (Kapillaren), aber auch als Bohrungen in Platten zur Beschichtung ebener Substrate, in Rohren zur Innenbeschichtung von Röhren oder zur Außenbeschichtung zylindrischer oder zylinderähnlicher Gegenstände.
Die Heizung der Einlaßkanäle erfolgt durch Beschüß mit Elektronen (Elektronen-Stoß-Heizung), durch direkten Stromdurchgang (Ohmsche Heizung), durch Induktionsheizung in einem magnetischen Wechselfeld, durch Einstrahlung hochfrequenter elektromagnetischer Wellen (Mikrowellenheizung) oder durch Einstrahlung von Laserlicht.
Als Reaktionsgase dienen vor allem Wasserstoff und Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise Methan. Zusätze von anderen Gasen, wie CO und O2, sind möglich. Dabei ist aber darauf zu achten, daß der Partialdruck der Zusatzgase so klein gehalten wird, daß das Wandmaterial der heißen Kanäle keiner störenden Erosion unterworfen ist. Grundsätzlich sind auch andere Reaktantgase wie beispielsweise Acetylen anstelle von Methan oder Fluor anstelle von Wasserstoff denkbar.
Eine vorteilhafte Besonderheit der Erfindung liegt darin, daß sie bei sehr niedrigen Drücken in der Reaktionskammer durchgeführt werden kann. Das ermöglicht unkonventionelle Heizverfahren, wie z.B. Elektronen-Stoß-Heizung, und garantiert eine hohe Reinheit der ab-
geschiedenen Filme. Um den Druck in der Reaktionskammer PR klein zu halten, ist es nötig, die Einlaßkanäle so auszubilden, daß sie eine geringe gaskinetische Leitfähigkeit Cj£ aufweisen. Die pro Sekunde einströmende Gasmenge Q ist bestimmt durch die Differenz des Druckes im Gaseinlaßsystem PG und in der Reaktionskammer PR: Q = &eegr; (PG - PR) cK (n...Zahl der Einlaßkanäle). Ist PR um mindestens eine Größenordnung kleiner als PG, kann PR gegen Pq vernachlässigt werden. Der einströmende Gasfluß hängt dann nur noch vom Vordruck PG ab. Wie unten anhand eines numerischen Beispiels gezeigt wird, ist es leicht möglich, das die Reaktionskammer evakuierende Pumpensystem so auszulegen, daß der Druck PR um 3 bis 4 Größenordnungen kleiner ist als der Druck PG. Ferner läßt sich zeigen, daß ein Vordruck Pq von 1 bis 10 mbar ausreicht, um ähnliche Abscheideraten zu erzielen, wie in den konventionellen Hot-Filament-Verfahren. Somit läßt sich die Beschichtung vorteilhaft bei Drücken von ca. 1O-1 bis 10~4mbar durchführen.
Zur zahlenmäßigen Erläuterung des skizzierten Verfahrens wird die unten beschriebene Ausführungsform gemäß Fig. 1 herangezogen. Die Wolfram-Kapillare sei 5 cm lang und besitze einen Innendurchmesser von lmm. Daraus ergibt sich ein Leitwert für Wasserstoff von cK(H2) -10 l/s. Mit Pq = 1 mbar erhält man: Q ~ 10 mbar l/s, entsprechend einem Teilchenfluß von ca 3xlO17 Teilchen/s. Da Dissoziationsgrade von ~50% leicht erzielbar sind, entspricht dies einem Fluß von ca. 10 H-Atomen/s. Damit sind gleiche Aufwachsraten wie in konventionellen Hot-Filamenten-Verfahren möglich. Die für den Prozeß erforderliche Saugleistung S des Pumpensystems berechnet sich aus dem Zusammenhang S = Q/Pr/ der im stationären Fall gilt, wenn die sonstige Leck- und Ausgasrate vernachlässigt wird, was ohne weiteres möglich ist. Wird also ein Druck PR = 10~3 mbar ange-
strebt, beträgt die erforderliche Saugleistung nur S = 10 l/s. Werden zur Beschichtung größere Flächen z.B. 100 solcher Kapillaren eingesetzt, liegt die notwendige Saugleistung bei ca. 1000 l/s, was mit Turbomolekular- oder Diffusionspumpen leicht realisierbar ist.
Als Substrate sind alle Materialien geeignet, welche auf die zum Wachstum der Diamantfilme notwendige Temperatur geheizt werden können» Diese Temperatur liegt typischerweise zwischen 900 und 1300 K.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Beschichtung kleiner Flächen;
zeigt in schematischer Darstellung eine Variante der Fig.2 mit getrenntem Einlaß für zwei Komponenten des Reaktantgases; zeigt eine Ausführungsform mit mehreren Kanälen zur Beschichtung großer Flächen; zeigt eine Ausführungsform mit Bohrungen in einem beheizten Gaseinlaßrohr.
Fig. 1 zeigt eine einfache Ausführungsform zur Beschichtung kleiner Flächen. Die Einrichtung weist ein Vakuumgefäß (Reaktionskammer 1) auf, das mittels einer Pumpe P auf ca. 10~4 mbar evakuiert werden kann. Der heizbare Substrat-Halter 2 hält das Substrat 3. Gegenüber liegt das Gaseinlaß-System. Das Gaseinlaßsystem umfaßt Gasvorratsbehälter 4 (beim gezeigten Ausführungsbeispiel für Wasserstoff und Methan). Diesen Behältern nachgeschaltet ist eine Gasdurchfluß-Regeleinrichtung 5, von der das geregelte Wasserstoff-Methangemisch in den Einlaßstutzen 6 gelangt. Das Gaseinlaß-System mündet in eine erfindungsgemäße Einrichtung zum
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Dissoziieren, deren wesentlicher Bestandteil ein über eine Keramikhalterung 8 gehaltenen Kanal 7 (Wolframkapillare) ist, dessen Mündung mittels Elektronen-Beschuß (gesonderte Heizeinrichtung, Fremdheizung) von außen geheizt werden kann. Die Kapillare 7 ist einige cm lang, der Innendurchmesser beträgt ca. lmm, die Wandstärke liegt bei 0,5 mm. Nahe der Mündung (ca. 0,5 - 1 mm Abstand) ist eine Glühkathode 9 angebracht, die in geheiztem Zustand einen Emissions-Strom von ca. 50 100 mA liefert (Stromversorgung 11). Die emittierten Elektronen werden durch eine positive Vorspannung (über Leitung 10) von ca. 500 V an der Kapillare auf diese beschleunigt. Die dabei deponierte Leistung von 25-50 W reicht aus, um den Mündungsbereich der Kapillare auf über 2000 K zu heizen. Im einfachsten Fall wird ein Gemisch von 90...99% H2 und l%...10% CH4 durch die Kapillare 8 eingelassen. Bei einem Druck im Gaseinlaßsystem in der Größenordnung von einigen mbar und einem Druck im Reaktionsgefäß 1 in der Größenordnung von 10 mbar, ist es dann ohne weiteres möglich, Wasserstoff-Dissoziationsgrade in der Größenordnung von 50% und weit darüber zu erzeugen. Die für die höchste Aufwachsrate und die beste Filmqualität optimale Konzentration kann sowohl durch Variation des Druckes als auch der Temperatur eingestellt werden.
Das Aufwachsen der Diamantfilme kann durch Elektronenbeschuß unterstützt werden. Da große Spannungsdifferenzen zwischen den Einlaßkanälen und dem Substrat vermieden werden, um das Brennen einer Plasma-Entladung zu verhindern, können für diesen Zweck auch Hilfs-Glühkathoden 14 angebracht werden.
Da es sich um ein rein thermisches Verfahren handelt, das auf Plasma-Unterstützung verzichtet, ist auch die Beschichtung von isolierenden Materialien leicht mög-
&igr;&ogr;·
lieh, ohne daß etwa elektrostatische Aufladungen zu Problemen führen. Somit kann das Verfahren zur Hartstoff beschichtung von Werkzeugen, zur Beschichtung optischer Komponenten, zur Beschichtung von Halbleiterbauteilen und für andere Zwecke eingesetzt werden.
Eine Verbesserung kann darin bestehen, daß der Wasserstoff und das Kohlenwasserstoffgas durch getrennte Kapillaren 7a, 7b eingelassen werden, sodaß der Aktivierungsgrad für jedes der beiden Gase getrennt optimiert werden kann (Fig.2).
Die Strahlungskühlung reicht aus, daß die Kapillare an ihrem rückwärtigen Ende nur noch ca. 600 - 7000C heiß wird. Sie wird dort über eine bearbeitbare Keramik 8 (z.B. Macor) mit dem Gaseinlaßsystem 6 verbunden. Dabei genügt ein lockerer Paßsitz,, eine spezielle Dichtung ist nicht vonnöten, da der !Leitwert des Spaltes in der Passung in diesem Druckbereich sehr klein ist (molekulare bzw. Übergangs-Strömung, je nach eingestelltem Druck).
Fig. 3 zeigt eine Ausführung mit Anordnung mehrerer Kapillaren 7a - 7e zur Beschichtung großer Flächen. Diese Variante unterscheidet sich von der Variante gemäß Fig. 1 im wesentlichen durch die größere Zahl von Einlaßkanälen, die es gestatten, einen gleichmäßigen Gasfluß über große Flächen zu erzielen. Jeder der fünf Kanäle 7a - 7e hat eine eigene Elektronenstoßheizung, d.h. eine schematisch angedeutete Glühkathode im Bereich seines freien Endes.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform mit Bohrungen 7'a in einem Rohr 71 aus Wolfram, das durch direkten Stromdurchgang 12,13 geheizt wird, zur Innen-Beschich-
tung von Rohren 3 als Substrat. Bei dieser Variante mündet das Gaseinlaßsystem in ein Rohr 7' mit ringsum angebrachten Bohrungen 7'a, das seinerseits im Inneren des zu beschichtenden Rohres 3 plaziert ist. Im Bereich der Bohrungen 7'a ist die Wandstärke geringer gehalten als an den Enden des Rohres 7'. Die verdickten Enden des Rohres 7' sind mit Stromzuführungen 12,13 in Kontakt. Bei Stromdurchgang fällt die Ohmsche Leistung IR vor allem am dünnwandigen Bereich des Rohres 71 ab, da dort der spezifische Ohmsche Widerstand am größten ist. Somit kann das Rohr 7' dort durch Widerstandsheizung auf eine ausreichend hohe Temperatur gebracht werden, um die Aktivierung der austretenden Gase zu gewährleisten.
Wenngleich auch die erfindungsgemäße Einrichtung zum Dissoziieren (Kanal samt Heizeinrichtung) oben nur anhand der Anwendung einer Diamantfilmbeschichtung näher erläutert worden ist, so ist dennoch klar, daß auch andere Anwendungen denkbar und möglich sind. Beispielsweise kann man mittels der erfindungsgemäßen Einrichtung Wasserstoff nahezu vollständig dissoziieren und dann den atomaren Wasserstoff etwa für allgemeine Studien auf dem Gebiet der Oberflächenphysik heranzuziehen.

Claims (25)

Schutzansprüche :
1. Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases, gekennzeichnet durch mindestens einen mittels einer gesonderten Heizvorrichtung (9, 10, 11) aufheizbaren Kanal, durch den das zu dissoziierende Gas strömt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (9, 10, 11) das austrittsseitige Ende des Kanals (7) auf eine höhere Temperatur heizt und vorzugsweise nur dieses Ende heizt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (9, 10, 11) eine Elektronenstoßheizung (9, 10, 11) umfaßt, wobei von einer Glühkathode (9) Elektronen emitiert und durch eine Spannung auf den Kanal (7) bzw. dessen Wand beschleunigt werden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühkathode (9) den ausströmseitigen Endbereich des Kanals (7) mit Abstand ringförmig umgibt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung eine ohmische Widerstandsheizung umfaßt, wobei der elektrische Strom vorzugsweise durch die Wandbereiche des Kanals geführt wird.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung eine
Induktionsheizung mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes umfaßt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung mittels elektromagnetischer Wellen, insbesondere Mikrowellen oder Laserlicht arbeitet.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest einen
beheizten Kanal (7) der Gaseinlaß in eine evakuierte Reaktionskammer (1) erfolgt.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere benachbarte Kanäle (7a, 7b) vorgesehen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über alle Kanäle (7) dasselbe Gas eingelassen wird.
11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß über verschiedene Kanäle (7a, 7b) unterschiedliche Komponenten des Gases eingelassen werden.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Wasserstoffgas enthält.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas eine Mischung
aus zwei oder mehreren Komponenten, vorzugsweise aus einem Kohlenwasserstoffgas und aus Wasserstoff gas ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, als Kohlenwasserstofgas Methan verwendet wird.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwand (7) aus Wolfram, Tantal, Osmium, Rhenium, Niob, Molybdän, Ruthenium oder Iridium besteht.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalwand (7) aus Aluminium-Oxid, beispielsweise Saphir, Chrom-Oxid, Zirkon-Oxid oder aus Karbiden, Nitriden oder Boriden der Übergangsmetalle Ti, V, Nb, Ta, oder aus Karbiden oder Boriden von Cr, Mn, Mo, W, oder aus Karbiden von Si, Zr, oder aus Nitriden von Al und Zr bestehen.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kanäle (7) jeweils durch eine vorzugsweise rohrförmige Kapillare gebildet ist (sind).
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillare(n) (7) eine Länge von einigen Zentimetern und einen Innendurchmesser im Millimeterbereich aufweisen.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Kanäle (7) zumindest teilweise als Bohrung(en) in einem Grundkörper ausgebildet ist (sind).
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper eine Platte ist.
21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper ein Rohr ist.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die gesonderte Heizeinrichtung (9, 10, 11) die Innenwand des Einlaßkanals auf Temperaturen zwischen 1800 K und 2600 K
heizt.
23. Einrichtung zur Aufbringung diamantartiger Kohlenstoff schichten auf mindestens ein Substrat, mit
einer das bzw. die Substrat(e) aufnehmenden evakuierbaren Reaktionskammer mit mindestens einem in die Reaktionskammer führenden Gaseinlaß für wenigstens ein Reaktantgas und mit einer Einrichtung
zum Aktivieren wenigstens eines Reaktantgases, dadurch gekennzeichnet, daß als Einrichtung zum Aktivieren eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22 eingesetzt ist, wobei das Reaktantgas
durch den Kanal (die Knaäle) geführt ist.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Reaktionskammer in der
Größenordnung von 10 mbar und darunter, vorzugsweise unter 10~3mbar, liegt.
25. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet durch von den Kanälen gesonderte Hilfsglühkathoden, zwischen denen und dem Substrat eine Spannung angelegt ist, um Elektronen auf das Substrat
hin zu beschleunigen.
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DE9313168U Expired - Lifetime DE9313168U1 (de) 1993-08-25 1993-09-01 Einrichtung zum thermischen Dissoziieren eines Gases

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007024798A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden von GaN mittels GaCI mit einem molybdänmaskierten Quarzteil, insbesondere Gaseinlassorgan

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DE102007024798A1 (de) * 2007-05-25 2008-11-27 Aixtron Ag Vorrichtung zum Abscheiden von GaN mittels GaCI mit einem molybdänmaskierten Quarzteil, insbesondere Gaseinlassorgan

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