JP2011148658A - 熱cvd装置 - Google Patents

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JP2011148658A JP2010011512A JP2010011512A JP2011148658A JP 2011148658 A JP2011148658 A JP 2011148658A JP 2010011512 A JP2010011512 A JP 2010011512A JP 2010011512 A JP2010011512 A JP 2010011512A JP 2011148658 A JP2011148658 A JP 2011148658A
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Itsuo Sugimoto
巖生 杉本
Toshio Takitani
俊夫 滝谷
浩二 ▲高▼鍋
Koji Takanabe
Kazuyuki Hiraoka
和志 平岡
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【課題】基板表面に原料ガスを均一に供給し得る熱CVD装置を提供する。
【解決手段】加熱室4にカーボンを含む原料ガスGを導くと共に原料ガスを加熱して加熱室に配置された基板Kの表面にカーボンナノチューブを形成し得る加熱炉1を具備する熱CVD装置であって、加熱室内に、基板をそのカーボンナノチューブ形成面が下面となるように保持し得る基板保持部材11を配置し、この基板保持部材下方の加熱炉底壁部1aにガス供給口5を形成すると共に基板保持部材上方の加熱炉上壁部1bにガス排出口6を形成し、上記基板保持部材の上側に発熱体13を配置し、ガス供給口から導かれた原料ガスを基板保持部材の下面に導くためのガス案内用ダクト体14を設け、このガス案内用ダクト体と基板保持部材との間に反応ガスを分散させる邪魔板15を設けたものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、熱CVD装置に関するものである。
従来、カーボンナノチューブを形成する装置としては、炭化水素を分解してカーボンナノチューブを生成する化学的気相成長装置、所謂、熱CVD装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この熱CVD装置においては、基板が設置されている反応管の内部に、メタンやアセチレンなどの原料ガスを導入し、そして加熱された基板上で原料ガスを分解させて、垂直に配向したカーボンナノチューブを基板上で成長させていた。
特開2006−62924号公報
ところで、カーボンナノチューブをそのまま電極材料として用いる際に、他の部材にそのまま転写するためには、カーボンナノチューブを、基板全面に、均一な密度、直径および長さでもって生成させることが望ましい。そのためには、基板全面(基板表面)に原料ガスを均一に行き渡るように供給することが不可欠であり、また基板全面を均一な温度となるようにコントロールする必要がある。
また、カーボンナノチューブの生成時に発生する煤やタールなどの不純物は、カーボンナノチューブの生成を阻害する要因となるため、基板に付着するのを防止する必要もある。
しかしながら、従来の熱CVD装置では、基板全面の均一な加熱および基板全面に原料ガスを均一に行き渡るようにすることが困難であった。なお、従来炉で達成しようとすると、生成したい基板面積に対して炉の投影面積をかなり大きくする必要が生じ、このため、効率が悪く、生成する基板当たりコストも高価になってしまう。
また、反応管内に熱CVD時に発生した煤やタールなどの不純物が浮遊し基板に付着することで、基板上に生成されるカーボンナノチューブの密度、直径、長さが不均一になるという問題があった。
そこで、本発明は、基板表面に原料ガスを均一に供給し得る熱CVD装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る熱CVD装置は、加熱室にカーボンを含む反応ガスを導くとともに反応ガスを加熱して当該加熱室に配置された基板の表面にカーボンナノチューブを形成し得る加熱炉を具備する熱CVD装置であって、
上記加熱室内に、基板をそのカーボンナノチューブ形成面が下面となるように保持し得る基板保持部材を配置し、
上記基板保持部材下方の加熱炉底壁部にガス供給口を形成するとともに基板保持部材上方の加熱炉上壁部にガス排出口を形成し、
上記基板保持部材の上側に発熱体を配置し、
上記ガス供給口から導かれた反応ガスを基板保持部材の下面に導くためのガス案内用ダクト体を設け、
このガス案内用ダクト体と基板保持部材との間に反応ガスを分散させる邪魔板を設けたものである。
また、請求項2に係る熱CVD装置は、加熱室にカーボンを含む反応ガスを導くとともに反応ガスを加熱して当該加熱室に配置された基板の表面にカーボンナノチューブを形成し得る加熱炉を具備する熱CVD装置であって、
上記加熱室内に、基板をそのカーボンナノチューブ形成面が下面となるように保持し得る基板保持部材を配置し、
上記基板保持部材下方の加熱炉底壁部にガス供給口を形成し、
上記基板保持部材の上側に発熱体を配置し、
上記ガス供給口から導かれた反応ガスを基板保持部材の下面に導くためのガス案内用ダクト体を設けるとともに、このガス案内ダクト体の外方位置の加熱炉底壁部にガス排出口を形成し、
上記ガス案内用ダクト体と基板保持部材との間に反応ガスを分散させる邪魔板を設けたものである。
また、請求項3に係る熱CVD装置は、請求項1または2に記載の熱CVD装置において、邪魔板を、その中心がガス供給口の中心に一致するように配置したものである。
また、請求項4に係る熱CVD装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載の熱CVD装置において、基板保持部材と邪魔板との間で且つ当該基板保持部材に保持される基板の下面寄り位置に、反応ガスの整流を行う整流板を配置したものである。
また、請求項5は請求項1乃至4のいずれかに記載の熱CVD装置において、カーボンナノチューブの形成を1000Pa以下の減圧下で行うようにしたものである。
さらに、請求項6は請求項1乃至5のいずれかに記載の熱CVD装置において、ガス案内ダクト体の水平断面形状および邪魔板の平面視形状を矩形状となし、
且つ上記ガス案内用ダクト体の高さH1と邪魔板のガス案内用ダクト体内における設置高さH2との比(H2/H1)が、0.3〜0.7の範囲に入るようにするとともに、
下記(イ)式にて示される邪魔板の設置高さにおけるガス案内ダクト体の等価水力直径D1と、下記(ロ)式にて示される邪魔板の等価水力直径D2との比(D2/D1)が、0.25〜0.5の範囲に入るように、邪魔板の大きさを決定したものである。
D1=4A×B/{(A+B)×2} ・・・(イ)
D2=4a×b/{(a+b)×2} ・・・(ロ)
但し、Aはガス案内ダクト体の長辺長さ、Bはガス案内ダクト体の短辺長さを示し、またBは邪魔板の長辺長さ、Bは邪魔板の短辺長さを示す。
上記各熱CVD装置の構成によると、基板を下向きに保持した状態で、加熱室内に原料ガスを供給するとともに、加熱室内に設けられたガス案内用ダクト体により、当該原料ガスを基板表面に導くようになし、さらにガス案内用ダクト体内に邪魔板を配置したので、原料ガスを分散させて基板表面に均一に導くことができる。すなわち、カーボンナノチューブを効率よく形成(生成)し得るとともに生産コストも低下し得る。
また、発熱体を基板のカーボンナノチューブの形成面とは反対の上面側に配置したので、原料ガスによる反応がスムーズに行われる。
さらに、邪魔板に加えて、基板の下面寄り位置に反応ガスの整流を行う整流板を配置したので、原料ガスを基板表面に、より、均一に導くことができる。
また、加熱室内を減圧したので、原料ガスの拡散性が向上する(優れる)ため、基板の表面全体に均一に原料ガスを供給することができ、言い換えれば、ガスの流れの影響を受けにくくなるため、製品品質の向上に繋がるとともに、複雑な形状、複雑な自由面例えば曲面に対しても、基板に触媒粒子が付着している限り、カーボンナノチューブの形成が可能となる。
さらに、加熱室内を減圧することにより、放射熱により基板が加熱されるため、基板の温度管理が容易になるとともに、煤、タールなどが発生しないため、洗浄工程が不要となる。
本発明の実施の形態における熱CVD装置の概略構成を示す斜視図である。 同熱CVD装置の概略構成を示す断面図である。 同熱CVD装置における加熱装置の概略構成を説明する模式図である。 同加熱装置による基板での温度分布を示すグラフである。 同熱CVD装置におけるガス案内用ダクト体と邪魔板との形状寸法を説明する水平断面図である。 同熱CVD装置の変形例を示す斜視図である。 同熱CVD装置の他の変形例を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態に係る熱CVD装置およびカーボンナノチューブの形成方法を、図面に基づき説明する。
まず、熱CVD装置について説明する。
この熱CVD装置には、図1および図2に示すように、内部に加熱室4が設けられた加熱炉1が具備されている。そして、この加熱炉1の底壁部1aの中心位置には、カーボンを含む原料ガス(カーボンガス、反応ガスともいう)Gを供給するガス供給口5が形成されるとともに、加熱炉1の上壁部1bには、ガスを排出するガス排出口6が長手方向(後述する基板の長手方向である)において所定間隔おきで複数個形成されている。この加熱炉1は、外壁体2と、この外壁体2の内面に貼り付けられた所定厚さの断熱材3とから構成されており、上述した底壁部1aおよび上壁部1bには断熱材3が含まれている。また、上壁部1bにおける外壁体2と断熱材3との間には、各ガス排出口6からのガスを導き一つのガス抜出口7から排出するためのガス集合室8が形成されている。さらに、図示しないが、加熱炉1には、加熱室4内の空気を排気して所定の減圧下にするための排気装置(真空装置でもある)が接続されている。
そして、上記加熱炉1の加熱室4内の中間部分には、カーボンナノチューブを成長させる、すなわち形成させるための基板Kを下面位置で保持し得る基板保持部材11が配置されるとともに、この加熱室4内の基板保持部材11の上方位置には当該加熱室4内を加熱するための複数本の円柱形状(または棒状)の発熱体13よりなる加熱装置12が設けられている。また、発熱体13としては非金属の抵抗発熱体が用いられ、具体的には、炭化ケイ素、ケイ化モリブデン、ランタンクロマイト、ジルコニア、黒鉛などが用いられる。特に、炭化ケイ素およびケイ化モリブデンは、窒素ガス、水素ガス雰囲気下で用いられ、ランタンクロマイトは大気下でのみ用いられ、黒鉛は不活性ガス雰囲気(還元雰囲気)下で用いられる。
なお、通常、基板Kは長方形状にされており、円柱形状の各発熱体13は、その軸心が基板Kの幅方向である短手方向と平行になるように、基板Kの長手方向において所定間隔おきに配置されている。
上記加熱炉1の底壁部1aと基板保持部材11との間には、原料ガス(例えば、アセチレン、メタン、ブタンなどの低級炭化水素ガスである)Gを基板保持部材11に保持される基板Kに導くための側面視がホッパー形状(逆台形状)のガス案内用ダクト体14が設けられるとともに、このガス案内用ダクト体14の高さ方向中間位置、より具体的には、基板保持部材11表面(基板表面とも言える)とガス供給口5の上端面との間の中間位置で、ガスを分散させるための邪魔板(ガス分散板ともいう)15が複数本の支柱部材16により支持(配置)されている。なお、この支柱部材16は、図1にだけ示しておく。
さらに、上記基板保持部材11の直ぐ下面には、圧力制御が可能な小さい穴が多数形成された整流板17が配置されており、この整流板17としては、例えば直径が5〜20mm程度の穴が多数形成されたパンチングメタルが用いられている。なお、整流板17は、例えば基板保持部材11に支持されている。
また、有機ガスの影響を無くすために、加熱炉1における基板K以外の構成材料、例えば断熱材3は、二酸化ケイ素(SiO)、二酸化アルミニウム(Al)などの無機材料で構成されている。
ここで、基板Kおよび上記所要構成部材の機能、材料、寸法などについて説明する。
まず、基板Kについて説明する。
基板Kとしては、シリコン基板(Si基板)、またはシリコン基板より安価な金属基板若しくは金属箔基板が用いられる。但し、金属製の基板を用いる場合には、基板に形成されたカーボンナノチューブの均質性または次工程での転写性を考慮して、基板の反りが防止される(後述する)。
また、この基板Kの形状は、上述したように、長方形状にされるとともに板状または薄い箔状のものが用いられ、さらに前処理として、基板表面には、金属例えば鉄(Fe)の触媒粒子が塗布されている。特に、ステンレス(SUS:JIS記号)などの鉄系の金属基板を使用する場合には、シリカ、アルミニウムなどの不動態膜を塗布した後、触媒粒子が塗布される。
また、厚さが20〜300μm以下のステンレス箔などの圧延加工されてコイル状に巻き取られた金属基板を使用する場合には、コイルの巻き方向に引張りの残留応力が存在するため、触媒の微粒化および熱CVD時に、残留応力の開放により、基板に反りが発生する。このような反りの発生を防止するために、コイル巻き方向で張力を付加する機構、具体的には、錘を設けて基板を引っ張る機構が具備される。なお、金属基板の製造工程で残留応力が生じている基板を使用する場合、またはコイル状に巻き取られた金属基板を使用する場合には、加熱炉1の前後の側壁部には、当該金属基板を案内(挿通)し得る細長い貫通溝部が形成されることになる。
次に、加熱装置12について説明する。
この加熱装置12は、シート状の基板Kの上方に配置されるもので、やはり、上述したように、円柱形状の発熱体13が複数本でもって基板Kの幅方向(短手方向)と平行(並行)に且つ長手方向にて所定間隔おきに配置されている。なお、これら発熱体13を含む平面は、当然ながら、基板Kと平行となるようにされている。
ところで、上記発熱体13は円柱形状のものが用いられるとともに所定間隔おきに複数本並置されたものであるため、これら発熱体13による基板Kへの加熱の均一化すなわち均熱化を図るとともに均熱面積の最大化が望まれる。すなわち、発熱体13の配置および当該発熱体13の中心から基板Kまでの距離については適切に配置されること(つまり、設計)が要求される。
ここで、基板Kを加熱する際に放射(輻射)が支配的になる減圧下において、発熱体13と基板Kとの適正な位置関係について、実験した結果について説明する。
なお、二次元断面だけの放射を考えた場合、発熱体13は点光源から放射線状に熱が放出され、この放射熱は距離の4乗に反比例する。すなわち、距離に大きく依存することになる。
当然ながら、発熱体13と基板Kの配置モデルとして、図3に示すように、発熱体13の点光源を水平直線状に配置するとともに、各発熱体13と基板Kとを平行に配置する。なお、発熱体13の直径をdとすると、発熱体13,13同士の間隔sを2dとし、また発熱体13の中心と基板Kまでの距離をhとする。
そして、発熱体13,13同士の間隔s(=2d)を一定とし、基板Kまでの距離hを変化させた場合の基板Kの温度分布を調べた結果は以下の通りである。なお、各発熱体13による発熱量は同一とする。
調べた結果、発熱体13と基板Kとの距離hが短い場合には、図4(b)の曲線Aで示すように、基板Kに与えられる熱量の変動が激しく、また距離hが長過ぎる場合には、図4(c)の曲線Aで示すように、熱量が均一になる範囲が狭いが、距離hが適正である場合には、図4(a)の曲線Aで示すように、熱量が均一である曲線が得られる。なお、図4(a)〜図4(c)における下方の曲線Bは、各発熱体13の発熱量を示している。また、上記距離hの適正値は、(2d)1.25〜(2d)1.35の範囲内にされている。
次に、邪魔板15の形状および配置について説明する。
この邪魔板15のガス案内用ダクト体14内での取付位置(設置位置)、つまり、加熱室4の底面からの設置高さH2は、ガス案内用ダクト体14の高さH1に対する比(H2/H1)が、0.3〜0.7(好ましくは、0.5近傍である)の範囲内となるようにされる。
また、邪魔板15の形状すなわちサイズについては、邪魔板15が設置される位置でのダクト体14の断面をガス流路とし、等価水力直径の考えを用いて決定する。
等価水力直径とは、流路が非円形断面の場合、流路の大きさを表わす量として与えられるもので、流路の断面と等価な円管の直径Dを言い、下記の(1)式で表わされる。
D=4×(流路断面積)/(断面長) ・・・(1)
ここで、ダクト体14と邪魔板15との適正な具体的寸法を求めると図5に示すような値となる。
ダクト体14の等価水力直径D1を求めると、下記(2)式のようになる。
D1=4A×B/{(A+B)×2}=146.2mm
一方、邪魔板15の等価水力直径D2を求めると、下記(3)式のようになる。
D2=4a×b/{(a+b)×2}=60mm
ここで、両等価水力直径の比(D2/D1)を求めると、下記(4)式のようになる。
D2/D1=0.41 ・・・(4)
したがって、邪魔板15が設けられる高さ位置でのダクト体14断面の寸法をD1で代表させるとともに、邪魔板15の表面に相当する寸法をD2で代表させると、D2/D1=0.41となるようにすればよい。すなわち、この値の前後いくらかを考慮して、D2/D1=0.25〜0.5の範囲となるように、ダクト体14および邪魔板15の寸法を決定すればよい。具体的には、両者の平面視形状を相似形状にするとともに、これら両等価水力直径の比が上記範囲内となるような寸法を採用すればよい。
なお、H2/H1およびD2/D1の値を上述した範囲内としたのは、基板近傍における原料ガス(例えば、アセチレン)の濃度のばらつき係数(標準偏差/平均値)が20を越えないようにしたものである。ここで言う20とは、ダクト体14を設置しかつ邪魔板15が無い場合のばらつき値である。ダクト体14が設置されている場合でも、邪魔板15の設置位置が不適切であると(上記数値範囲外の場合)、ダクト体14だけの場合よりも、ばらつき値が悪化し、逆効果となる。
ところで、上記加熱炉1において、加熱室4内が所定圧力に減圧が行われる。
この減圧値としては、数Pa〜1000Paの範囲に維持される。例えば、数十Pa〜数百Paに維持される。なお、減圧範囲の下限である数Paは、カーボンナノチューブの形成レート(成膜レートである)を保つための限界値であり、上限である1000Paは煤、タールの抑制という面での限界値である。また、加熱炉1内の構成部材としては、煤、タールなどの生成が促進しないように、非金属の材料が用いられている。
次に、上記熱CVD装置により、カーボンナノチューブの形成方法について説明する。
まず、加熱室1の基板保持部材11に、例えばSUS基板Kを、例えば鉄の触媒粒子が形成された表面が下向きとなるように保持させるとともに、排気装置(図示せず)により、所定の減圧下に、例えば数Pa〜1000Paの範囲に、好ましくは、数十Pa〜数百Paに維持される。
そして、加熱装置12、すなわち発熱体13を作動させて、基板Kの温度を所定温度例えば650〜800℃に加熱するとともに、加熱室4の外壁温度が80℃程度またはそれ以下となるようにする。
上述した温度が得られると、ガス供給口5より原料ガスGとしてアセチレンガス(C)を供給して所定の反応を行わせることにより、基板K表面に、カーボンナノチューブを生成(成長)させる。
ところで、減圧下において、例えば100Paにおいては、窒素分子の平均自由行程は大気圧下に比べて約1000倍程度長くなる。例えば、大気圧下では、約0.0002mmであり、100Paでは、約0.2mmとなる。
一方、1000Paでは、煤の生成が確認されるため、温度と圧力との関数で決まる平均自由行程については、0.02(600℃のとき)〜0.03(900℃のとき)mmより大きくする必要がある。
ここで、平均自由工程λについて説明すると、下記(1)式にて表わされる。
λ=k×T/{(√2)p×σ} ・・・(1)
但し、(1)式中、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、pは圧力、σは運動している反応分子の幾何学的な断面積である。
上記(1)式より、平均自由工程を大きくする場合には、温度を高くする、圧力を低くする、反応分子の幾何学的な断面積を小さくすればよい。実際には、温度を高くするか、圧力が低くされる。
例えば、平均自由行程が小さく代表長さ(基板と整流板との距離であり、整流板がない場合には、基板と邪魔板との距離である)が大きい場合は、分子同士の衝突が頻繁に起こり、壁面との衝突回数が減るため、運動量およびエネルギーが平均化されている状態であることを意味しており、一方、平均自由行程が大きく代表長さが小さい場合は、分子同士の衝突が減り、壁面との衝突回数が増えるため、運動量およびエネルギーは平均化されず(壁面は動かない、すなわち運動量およびエネルギーが常にゼロであるため、衝突による運動量およびエネルギーの交換が行なわれないから)個々の分子で異なることを意味している。
このことから、煤が生成しない理由としては、平均自由行程が大きくなるため、煤の原料になる核の凝集が進まないためであると考えられる。
すなわち、加熱室4内を1000Pa以下、特に数百Pa以下に減圧するとともに、平均自由行程についても、0.03mmより大きくなるように、温度および圧力を制御することにより、基板K表面での煤の生成を抑止することができる。
したがって、上記各熱CVD装置の構成によると、基板を下向きに保持した状態で、加熱室内に原料ガスを供給するとともに、加熱室内に設けられたガス案内用ダクト体により、当該原料ガスを基板表面に導くようになし、さらにガス案内用ダクト体内に邪魔板を配置したので、原料ガスを分散させて基板表面に均一に導くことができる。すなわち、カーボンナノチューブを効率よく形成(生成)し得るとともにその生産コストも低下させることができる。
また、発熱体を基板のカーボンナノチューブの形成面とは反対の上方に配置したので、原料ガスによる反応がスムーズに行われる。
さらに、邪魔板に加えて、基板の下面寄り位置に反応ガスの整流を行う整流板を配置したので、原料ガスを基板表面に、より、均一に導くことができる。
また、加熱室内を減圧したので、原料ガスの拡散性が向上する(優れる)ため、基板の表面全体に均一に原料ガスを供給することができ、言い換えれば、ガスの流れの影響を受けにくくなるため、製品品質の向上に繋がるとともに、複雑な形状、複雑な自由面例えば曲面に対しても、基板に触媒粒子が付着している限り、カーボンナノチューブの形成が可能となる。
さらに、加熱室内を減圧することにより、放射熱により基板が加熱されるため、基板の温度管理が容易になるとともに、煤、タールなどが発生しないため、酸素ガスを供給する空焼き法を用いた洗浄工程が不要となる。
ところで、上記実施の形態においては、ガス供給口5を1つ設けたが、図6に示すように、基板Kの長手方向に沿って複数、例えば3つ所定間隔おきに配置してもよい。勿論、この場合、ガス案内用ダクト体14は、これら3つのガス供給口5から供給される原料ガスを全て基板Kの表面に導き得るような形状にされている。例えば、図6におけるガス案内用ダクト体14は、その正面視形状が長方形状にされるとともに、横断面形状が逆台形状にされている。
また、上記実施の形態においては、ガス排出口6を加熱炉1の上壁部1bに設けたが、例えば図7に示すように、ガス案内用ダクト体14の外側位置で複数個、例えば四方に1つずつ設けるようにしてもよい。ガス排出口6を四方に設けることにより、ガスの排気を均一に行うことができ、したがって基板に供給される原料ガスが均一化されやすくなり、カーボンナノチューブの均一な密度、直径および長さでの生成に寄与することができる。
K 基板
1 加熱炉
2 外壁体
3 断熱材
4 加熱室
5 ガス供給口
6 ガス排出口
11 基板保持部材
12 加熱装置
13 発熱体
14 ガス案内用ダクト体
15 邪魔板
17 整流板

Claims (6)

  1. 加熱室にカーボンを含む反応ガスを導くとともに反応ガスを加熱して当該加熱室に配置された基板の表面にカーボンナノチューブを形成し得る加熱炉を具備する熱CVD装置であって、
    上記加熱室内に、基板をそのカーボンナノチューブ形成面が下面となるように保持し得る基板保持部材を配置し、
    上記基板保持部材下方の加熱炉底壁部にガス供給口を形成するとともに基板保持部材上方の加熱炉上壁部にガス排出口を形成し、
    上記基板保持部材の上側に発熱体を配置し、
    上記ガス供給口から導かれた反応ガスを基板保持部材の下面に導くためのガス案内用ダクト体を設け、
    このガス案内用ダクト体と基板保持部材との間に反応ガスを分散させる邪魔板を設けたことを特徴とする熱CVD装置。
  2. 加熱室にカーボンを含む反応ガスを導くとともに反応ガスを加熱して当該加熱室に配置された基板の表面にカーボンナノチューブを形成し得る加熱炉を具備する熱CVD装置であって、
    上記加熱室内に、基板をそのカーボンナノチューブ形成面が下面となるように保持し得る基板保持部材を配置し、
    上記基板保持部材下方の加熱炉底壁部にガス供給口を形成し、
    上記基板保持部材の上側に発熱体を配置し、
    上記ガス供給口から導かれた反応ガスを基板保持部材の下面に導くためのガス案内用ダクト体を設けるとともに、このガス案内ダクト体の外方位置の加熱炉底壁部にガス排出口を形成し、
    上記ガス案内用ダクト体と基板保持部材との間に反応ガスを分散させる邪魔板を設けたことを特徴とする熱CVD装置。
  3. 邪魔板を、その中心がガス供給口の中心に一致するように配置したことを特徴とする請求項1または2に記載の熱CVD装置。
  4. 基板保持部材と邪魔板との間で且つ当該基板保持部材に保持される基板の下面寄り位置に、反応ガスの整流を行う整流板を配置したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の熱CVD装置。
  5. カーボンナノチューブの形成を1000Pa以下の減圧下で行うようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の熱CVD装置。
  6. ガス案内ダクト体の水平断面形状および邪魔板の平面視形状を矩形状となし、
    且つ上記ガス案内用ダクト体の高さH1と邪魔板のガス案内用ダクト体内における設置高さH2との比(H2/H1)が、0.3〜0.7の範囲に入るようにするとともに、
    下記(イ)式にて示される邪魔板の設置高さにおけるガス案内ダクト体の等価水力直径D1と、下記(ロ)式にて示される邪魔板の等価水力直径D2との比(D2/D1)が、0.25〜0.5の範囲に入るように、邪魔板の大きさを決定したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の熱CVD装置。
    D1=4A×B/{(A+B)×2} ・・・(イ)
    D2=4a×b/{(a+b)×2} ・・・(ロ)
    但し、Aはガス案内ダクト体の長辺長さ、Bはガス案内ダクト体の短辺長さを示し、またBは邪魔板の長辺長さ、Bは邪魔板の短辺長さを示す。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027797A1 (ja) * 2011-08-24 2013-02-28 日本ゼオン株式会社 カーボンナノチューブ配向集合体の製造装置及び製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02222526A (ja) * 1989-02-23 1990-09-05 Mitsubishi Electric Corp 化学気相成長装置
JPH03207865A (ja) * 1990-01-09 1991-09-11 Mitsubishi Electric Corp 常圧cvd装置
JPH05109654A (ja) * 1991-10-16 1993-04-30 Tokyo Electron Ltd 成膜処理装置
JPH07238380A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Mitsubishi Electric Corp ウエハチャック装置、半導体製造装置および半導体製造方法
JPH08186081A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 F T L:Kk 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
JP2001081564A (ja) * 1999-07-27 2001-03-27 Cheol Jin Lee 化学気相蒸着装置およびこれを用いたカーボンナノチューブ合成方法
JP2005067916A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Hitachi Zosen Corp カーボンナノチューブの製造方法およびその製造装置
JP2005112659A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Toyota Motor Corp カーボンナノチューブ製造装置及びカーボンナノチューブの製造方法
WO2008096699A1 (ja) * 2007-02-05 2008-08-14 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 配向カーボンナノチューブの製造装置および製造方法
JP2008260685A (ja) * 2008-06-12 2008-10-30 Hitachi Zosen Corp カーボンナノチューブの生成方法およびそれに用いる三層構造体
JP2009173493A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Sonac Kk カーボンファイバ製造方法およびカーボンファイバ

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02222526A (ja) * 1989-02-23 1990-09-05 Mitsubishi Electric Corp 化学気相成長装置
JPH03207865A (ja) * 1990-01-09 1991-09-11 Mitsubishi Electric Corp 常圧cvd装置
JPH05109654A (ja) * 1991-10-16 1993-04-30 Tokyo Electron Ltd 成膜処理装置
JPH07238380A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Mitsubishi Electric Corp ウエハチャック装置、半導体製造装置および半導体製造方法
JPH08186081A (ja) * 1994-12-29 1996-07-16 F T L:Kk 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
JP2001081564A (ja) * 1999-07-27 2001-03-27 Cheol Jin Lee 化学気相蒸着装置およびこれを用いたカーボンナノチューブ合成方法
JP2005067916A (ja) * 2003-08-28 2005-03-17 Hitachi Zosen Corp カーボンナノチューブの製造方法およびその製造装置
JP2005112659A (ja) * 2003-10-07 2005-04-28 Toyota Motor Corp カーボンナノチューブ製造装置及びカーボンナノチューブの製造方法
WO2008096699A1 (ja) * 2007-02-05 2008-08-14 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 配向カーボンナノチューブの製造装置および製造方法
JP2009173493A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Sonac Kk カーボンファイバ製造方法およびカーボンファイバ
JP2008260685A (ja) * 2008-06-12 2008-10-30 Hitachi Zosen Corp カーボンナノチューブの生成方法およびそれに用いる三層構造体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013027797A1 (ja) * 2011-08-24 2013-02-28 日本ゼオン株式会社 カーボンナノチューブ配向集合体の製造装置及び製造方法
JPWO2013027797A1 (ja) * 2011-08-24 2015-03-19 日本ゼオン株式会社 カーボンナノチューブ配向集合体の製造装置及び製造方法
US10046969B2 (en) 2011-08-24 2018-08-14 Zeon Corporation Device for manufacturing and method for manufacturing oriented carbon nanotube aggregates
KR101924850B1 (ko) 2011-08-24 2018-12-04 니폰 제온 가부시키가이샤 카본 나노튜브 배향 집합체의 제조장치 및 제조방법

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