FI95150C - Höyrypäällystyslaite - Google Patents

Description

1 95150 Höyrypäällystyslaite. - Ängbeläggningsanordning.

Keksinnön kohteena on höyrypäällystyslaite, johon laittee-5 seen kuuluu pääreaktioputki, joka on vertikaaliasennossa ja jonka pohjassa on kaasureikä, kaksi haarareaktioputkea, jotka on horisontaalisesti kiinnitetty pääreaktioputken yläosaan ja joissa on päässä kaasun sisäänmenoaukot, ja kuumennuslaitteet, jotka pystyvät tuomaan mainituille reak-10 tioputkille kontrolloidun lämmön, jolloin kiinteät raaka- aineet sijoitetaan kahteen haarareaktioputkeen, päällystettävät alustat sijoitetaan pystysuorasti pääreaktioputkeen, kantokaasu johdetaan haarareaktioputkiin mainitusta kaasun sisäänmenoaukosta ja poistetaan kaasureiästä mainitussa 15 tietyssä lämpötilassa, kun alustoja päällystetään ohuella kalvolla.

Menetelmä ohuen puolijohtavan kalvon tuottamiseksi elektronisiin laitteisiin, lähtökohtana ZnS, GaAs Si jne. tai 20 vastaavasti eristekalvon tuottamiseksi, lähtökohtana Ta20g, AI2O3 jne. sisältää höyrypäällystysmenetelmän, jossa ohuen kalvon raaka-aine höyrystetään ja siirretään alustan pinnalle. Jos raaka-aineen höyryn paine on alhainen huoneen lämpötilassa, esim. alhaisempi kuin 1 torri, raaka-ainetta täytyy 25 kuumentaa tai kemiallisesti vaikuttaa reaktiivisella kanto-kaasulla höyrystymisen edesauttamiseksi.

•

Esimerkiksi, jos sähköluminisenssinen kalvo valmistetaan aineista ZnS ja Mn kuumennettavalla kemiallisella höyrypääl-30 lystysmenetelmällä, käytetään yleisesti horisontaalista höyrynkehityslaitetta, kuten kuviosta 3 ilmenee. Tässä laitteessa reaktioputkeen 1 kuuluu kaksi reaktioputkea 2a ja 2b ja sitä ympäröi sähkökuumentimet 3a, 3b ja 3c. Raaka-aine ZnS 11 on sijoitettu reaktioputkeen 2a ja metallimateriaali 35 (Mn) 12 on sijoitettu reaktioputkeen 2b. Alustat 10 on sijoitettu pitimeen ja ne ovat hieman erillään reaktioput-kista 2a ja 2b. Kaasun sekoittamiseksi on väliseinä 4 sijoitettu alustojen 10 ja reaktioputkien 2a ja 2b väliin. Sähkö- 2 95150 kuumentimet 3b ja 3c kuumentavat reaktioputket 2a ja 2b haluttuun lämpötilaan, joihin putkiin syötetään kantokaasua 5 ja raaka-ainekaasu siirretään alustalle väliseinän 4 läpi, jolloin se muodostaa alustalle 10 ZnS:Mn kalvon.

Viime vuosina on haluttu kemiallisesti höyrypäällystetty kalvo, jolla on hyvät ominaisuudet, ja joka kasvaa pinta-10 alaltaan suureksi, jopa yli 100 cm^. Halutaan siis laite, joka pystyy tuottamaan tällaista kemiallisesti höyrypäällys-tettyä kalvoa huokeasti ja suuressa määrin. Edellä mainitun suunnitelman toteuttamisessa on kuitenkin kolme ongelmaa, jotka on ratkaistava.

15 (1) Koska alustat tulevat suuremmiksi ja raskaammiksi, ei käyttönostinta voida käyttää ja kasaantuminen reaktioputken seiniin kiinnittyy myös alustaan.

20 (2) Jos horisontaalinen reaktioputki tehdään suuremmassa koossa, kaasun virtaus ylös ja alas tapahtuu merkitsevästi, jolloin aiheutuu epätasaisuutta kerrostetun kalvon paksuuteen alustan ylä- ja alaosan välillä kahdessa alustassa tai samassa alustassa.

25 (3) Tavanomainen vertikaalinen laite isoille alustoille ei mahdollista asemaa, johon kiinteät raaka-aineet laitetaan.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada höyrypäällys-30 tyslaite, jolla voidaan muotoilla päällystekalvo laaja-alai-sille alustoille ja suurissa määrin.

Keksinnön mukainen höyrypäällystyslaite on tunnettu siitä, että pääreaktioputken haarareaktioputkien välissä on vä-35 liseinä.

Keksinnön mukaisen väliseinä etuna on kaasunsekoittumien edistäminen ja haarareaktioputkiin on syötetty kantokaasu sekoittuu kaasun sisään menokohdista väliseinäjärjestelyn 5 3 95150 avulla siirtyy pystysuunnassa pystysuorasti suunnattujen alustojen päälle tavalla, joka ei viitejulkaisuista ilmene.

Keksinnön mukaisessa laitteessa kaasu virtaa ylös ja alas, jotka suunnat ovat samat kuin kaasunvirtaaman suunnat, jolloin kaasunvirtaaman tehot ovat niin pienet, että kalvon paksuus ylös-alas suunnassa samoinkuin epäpuhtauskonsent-10 raatiotkin ovat tasaiset.

Eräässä suoritusmuodossa alustat voidaan helposti laittaa sisään tai ulos pääreaktioputken pohjan läpi. Toisessa suoritusmuodossa alusta on säiliössä, jota on helppo käsi-15 teliä ja se suojaa alustaa pölyltä.

Kuvio 1 esittää kaavamaisesti leikkauskuvana keksinnön mukaisen laitteen erästä suoritusmuotoa.

20 Kuvio 2 esittää kaavamaisesti leikkauskuvana tavanomaista laitetta.

Kuvio 3 esittää tuodun päällystetyn kalvon paksuutta ja Mn-konsentraatiota samalla alustalla.

25

Kuvio 4 esittää päällystetyn alustan luminanssia sähkö-luminisenssinä.

Sähköluminisenssikalvo (ZnS:Mn) muotoillaan laajapintaisen 30 lasialustan päälle kuvion 1 mukaisella laitteella.

Tässä laitteessa on pääreaktioputken sisähalkaisija 28 cm ja korkeus on 70 cm ja se on asetettu vertikaalisesti, ja siinä on kaksihaaraiset reaktioputket 2a ja 2b, jotka on kiinni-35 tetty horisontaalisesti pääreaktioputken 1 yläosaan. Pää- ja haarareaktioputket 1, 2a ja 2b ovat sähkökuumentimen 3a, 3b ja 3c ympäröimät. Pääreaktioputken 1 ja haarareaktioputkien 2a ja 2b välillä on väliseinä 4 ja sen yläpuolella on kuu-mennin 3d. Poistoreikä 5 on pääreaktioputken 1 pohjassa.

4 95150

Alustanpidin 6 on pääreaktioputkessa 1 ja se voidaan ottaa siitä pois. Kiinteät raaka-aineet ovat sijoitetut kiinteiden 5 raaka-aineiden paikoille II ja III, jotka ovat haarareak-tioputkissa 2a ja 2b. Pääreaktioputki 1 ja haarareaktioput-ket 2a ja 2b ovat valmistetut kokonaan kvartsista ja ne muodostavat reaktiokammion. Pidin 6 on liitetty moottoriin 8 ja se voi pyöriä reaktion aikana. Alustat 10 pannaan pitimen 10 6 päälle tiettyyn järjestykseen ja etäisyydelle toisistaan ja laitetaan sitten pääreaktioputkeen 1 käyttäen apuna levyä 9c alustojen 10 sisäänlaitossa ja ulosotossa. ZnS-jauhe 11 ja Mn-metalli 12 ovat vastaavasti sijoitetut kvartsilevyille ja laitettu kiinteän raaka-aineen paikoille II ja III käyt-15 täen apuna laippoja 9a ja 9b laitettaessa kiinteä raaka-aine sisään ja otettaessa se ylös.

Kaksi kuuden tuuman (170 x 140 mm) lasialustaa on asetettu muodostamaan parin. Kymmenen lasiparia on asetettu pitimelle 20 6. Vetykaasu virtaa haaraputkeen 2a, joka kuumennetaan 900°C

- 1000°C lämpötilaan saakka ja siirtää ZnS:ää pääreaktioputkeen 1. Pääreaktioputki ilmataan mekaanisella ja öljykierto-pumpulla ja paine pidetään arvossa 60 torria. Päällystetyn kalvon kasvumäärä säädetään välille 50-200 A/min, vetykaasun 25 virtausmäärää kontrolloiden, ja Mn:n konsentraatio säädetään 0,3 - 0,6 %:iin kontrolloiden vetykaasun ja kloorivetykaasun virtaussuhdetta.

Päällystettyä ZnS:Mn -kalvoa ja sen paksuutta sekä samalla 30 alustalla olevan Mn:n konsentraatiota voidaan arvostella kuviosta 4 (A), (B), (C). Kalvon paksuudessa mitattuna pinnankarkeuden mittarilla on poikkeamaa alle 2 %, ja se on varsin tasainen. Mn-konsentraatio kasvaa lähestyttäessä alustan reunoja ja sen poikkeama on i10 %. Alustojen välillä 35 tehty arvostelu osoittaa hyvin pienet vaihtelut. Päällystetty alusta käytetään sähköluminisenssilevyiksi ja sen pinnasta mitattu luminanssi on hyvin tasainen, kuten kuviosta 4 havaitaan. Käytännössä vaaditaan luminanssin jakauman Min/-Maks-arvoksi pinnassa 70 % tai enemmän, mutta 5 95150 tämän keksinnön mukaisesti saavutettu sähköluminisenssinäyt-tö täyttää nämä vaatimukset. Vaikka 50 alustaa oli päällys-5 tettävänä, saatiin tyydyttävä tulos. Tämän keksinnön mukaista laitetta voidaan hyvin käyttää massatuotantoon. Tavanomaisella horisontaalisella höyrypäällystyslaitteella aikaansaadut Mn-konsentraatiot ja kalvon paksuudet näyttävät epätasaisilta ylös-alassuunnissa. Myös luminanssin vaihtelu 10 näyttää epäsymmetriseltä pinnan vaihtelulta ylös-alassuunnissa, mutta epäsymmetristä vaihtelua ei esiinny koskaan tämän keksinnön mukaisilla laitteilla.

Kiinteää raaka-ainetta (ZnS ja Mn) täytyy täydentää aina 15 joka jakson jälkeen, mutta täydennys voidaan tehdä helposti käyttäen laippoja 9a, 9b. Vaikka reaktioputkella on monimutkainen muoto, sen lujuudessa ei esiinny ongelmia ja laitteella saadaan sangen hyvää laatua vielä 100 jakson jälkeenkin.

20

Keksinnön mukaisessa laitteessa, raaka-ainepaikkojen ollessa toisistaan erillään, kuumentimen lämpötilaa voidaan kontrolloida erikseen.

Claims (4)

1. 6 95150 5 1. Höyrypäällystyslaite, johon laitteeseen kuuluu pääreak- tioputki (1)/ joka on vertikaaliasennossa ja jonka pohjassa on kaasureikä (5), kaksi haarareaktioputkea (2a, 2b), jotka on horisontaalisesti kiinnitetty pääreaktioputken (1) yläosaan ja joissa on päässä kaasun sisäänmenoaukot, ja kuumen-10 nuslaitteet (3a, 3b, 3c), jotka pystyvät tuomaan mainituille reaktioputkille kontrolloidun lämmön, jolloin kiinteät raaka-aineet sijoitetaan kahteen haarareaktioputkeen (2a, 2b), päällystettävät alustat (10) sijoitetaan pystysuorasti pääreaktioputkeen (1), kantokaasu johdetaan haarareak-15 tioputkiin (2a, 2b) mainitusta kaasun sisäänmenoaukosta ja poistetaan kaasureiästä (5) mainitussa tietyssä lämpötilassa, kun alustoja (10) päällystetään ohuella kalvolla, tunnettu siitä, että pääreaktioputken (1) haara-reaktioputkien (2a, 2b) välissä on väliseinä (4). 20
2. 2. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att underlagen (10) placerats pä en underlagshällare (6), som kan rotera under beläggningen.

   2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että alustat (10) on sijoitettu alustapitimelle (6), joka voi pyöriä päällystyksen aikana.
3. 3. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att underlagen (10) placerats i en viss ordning med visst mellanrum sinsemellan pä underlagshällaren (6).

   3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että alustat (10) on asetettu tiettyyn järjestykseen tietyn välin päähän toisistaan alustanpitimelle (6).

   4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu 30 siitä, että kuumentimet (3a, 3b, 3c) ovat sähkökuumentimia ja ne sijaitsevat reaktioputkien (1, 2a, 2b) ympärillä. » 95150 5 1. Ängbeläggningsanordning, vilken anordning omfattar ett huvudreaktionsrör (1), som är i vertikalt läge och vars botten uppvisar ett gashäl (5), tvä grenreaktionsrör (2a, 2b), som horisontalt fästs i huvudreaktionsrörets (1) överdel och som i ändan uppvisar gasinloppsöppningar, och 10 upphettningsanordningar (3a, 3b, 3c), som förmär tillföra kontrollerad värme tili nämnda reaktionsrör, varvid fasta räämnen placeras i tvä grenreaktionsrören (2a, 2b), under-lagen (10), som skall beläggas, placeras vertikalt i huvudreaktionsröret (1), bärgasen leds tili grenreaktions-15 rören (2a, 2b) genom nämnda gasinloppsöppningar och avlägs-nas frän gashälet (5) vid nämnd bestämd temperatur, da underlagen (10) beläggas med en tunn hinna, kanne-t e c k n a d därav, att mellan huvudreaktionsröret (1) och grenreaktionsrören (2a, 2b) finns en mellanvägg (4). 20
4. 4. Anordning enligt patentkravet 1, kännetecknad 30 därav, att upphettare (3a, 3b, 3c) är elektriska upphettare och de befinner sig runt reaktionsrören (1, 2a, 2b). *