JP5595177B2 - カーボンナノチューブ形成用のcvd装置 - Google Patents
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Description
上記反応管内で所定の隙間を有して上下に複数の基板を保持する基板保持体と、上記反応管の一端側開口および他端側開口をそれぞれ覆う蓋体とを具備し、
上記基板保持体を、上記基板が載置される水平部およびその両側縁に設けられた脚部からなる横断面溝型状に形成した複数の基板保持部材を、上下に段積みして構成するとともに、これら各基板保持部材の上記水平部に、原料ガスを上記基板へ導く開口部と、長手方向における両端から突出する掛止突出部とを設け、
上記各蓋体に、上記各掛止突出部を挿入する溝部を設け、
上記各掛止突出部を上記各溝部に挿入して掛けることにより、反応管内を、原料ガスが供給される基板同士間の反応空間部と、上下の基板表面と当該反応管内壁面との間の原料ガスが供給されない非反応空間部とに区画したものである。
上記反応管内で所定の隙間を有して上下に複数の基板を保持する基板保持体と、この基板保持体を載置する台座体と、上記反応管の一端側開口および他端側開口をそれぞれ覆う蓋体とを具備し、
上記基板保持体を、上記基板が載置される水平部およびその両側縁に設けられた脚部からなる横断面溝型状に形成した複数の基板保持部材を、上下に段積みして構成するとともに、これら各基板保持部材の上記水平部に、原料ガスを上記基板へ導く開口部と、長手方向における両端から突出する掛止突出部とを設け、
上記各蓋体に、上記各掛止突出部を挿入する溝部を設け、
上記各掛止突出部および上記台座体の長手方向両端部を上記各溝部にそれぞれ挿入して掛けることにより、反応管内を、それぞれ原料ガスが供給される下の基板表面と台座体との間および基板同士間の反応空間部と、上の基板表面および台座体表面と当該反応管内壁面との間の原料ガスが供給されない非反応空間部とに区画したものである。
本実施例では、カーボンナノチューブを形成する基板として、シリコン製の基板の両面に硝酸鉄溶液を塗布してから乾燥させ、触媒微粒子(鉄の微粒子)を両面に塗布したもの(以下、単に基板という)を用いる。
図1および図2に示すように、この熱CVD装置1は、原料ガスGや空気が供給されることで基板Kにカーボンナノチューブを形成する反応部2と、この反応部2に原料ガスGや空気を供給する供給部3と、反応部2の原料ガスGや空気を排出する排出部4とから構成される。なお、原料ガスGは、炭素を含んだガスと不活性ガスの混合気体であり、例えばアセチレンガスと窒素ガスの混合気体が原料ガスGとして用いられる。
図3および図4に示すように、基板ホルダー12は、反応空間部7に供給された原料ガスGを基板Kへ導いて接触させる開口部15を形成した長方形状の水平部13と、この水平部13の長辺側(両側縁である)で垂直に形成された脚部17とから構成される。このため、図3に示すように、この基板ホルダー12の横断面(短辺方向の断面)は略逆凹形状、つまり溝型状である。また、水平部13の上記開口部15の内周側には、基板Kを載置して外縁側から支持するための枠状突出部16が形成されている。さらに、図4に示すように、水平部13の長辺方向における両端には、基板ホルダー体11を反応管21内で保持するため当該反応管21に形成された溝部34,54(後述する)へ挿入して掛ける掛止突出部14が形成されている。
まず、反応管21の外部において、3つの基板ホルダー12の各開口部15に基板Kをそれぞれ水平に入れる。これら基板Kは、枠状突出部16に外縁側から支持されることで、各基板ホルダー12に保持される。そして、これら基板ホルダー12を3段に積み重ねて基板ホルダー体11を組み、この基板ホルダー体11を台座板19に載置する。次に、図9に示すように、台座板19の長辺側他端部および各基板ホルダー12の掛止突出部14を排出側フランジ51の固定ゴム55の凹部に挿入し、これら台座板19および基板ホルダー体11を排出側フランジ51に保持させる。そして、これら台座板19および基板ホルダー体11を反応管21の管本体22に挿入し、図10に示すように、台座板19の長辺側一端部および各基板ホルダー12の掛止突出部14を供給側フランジ31の溝部34に挿入し、これら台座板19および基板ホルダー体11を供給側フランジ31に保持させる。このようにして、管本体22の両開口23を、これら供給側フランジ31および排出側フランジ51により塞ぐ。
また、上記実施例では、炭素を含んだガスとしてアセチレンを原料ガスGに用いたが、これに限定されるものではなく、メタン、エタン、プロパン若しくはヘキサンなどのアルカン類、エチレン若しくはプロピレンなどの不飽和有機化合物、または、ベンゼン若しくはトルエンなどの芳香族化合物であってもよい。
すなわち、反応管内に水平方向で配置された基板の表面に原料ガスを供給して熱化学気相成長法によりカーボンナノチューブを形成するためのCVD装置であって、上記反応管内で所定の隙間を有して上下に複数の基板を保持し得る基板保持体を具備するとともに、基板を保持した基板保持体により、反応管内を、原料ガスが供給される基板同士間の反応空間部と、上下の基板表面と当該反応管内壁面との間の原料ガスが供給されない非反応空間部とに区画し得るようにしたものである。
K 基板
1 熱CVD装置
2 反応部
3 供給部
4 排出部
7 反応空間部
8 非反応空間部
11 基板ホルダー体
12 基板ホルダー
13 水平部
15 開口部
17 脚部
19 台座板
21 反応管
31 供給側フランジ
35 スプリング
36 ストッパー
37 ガス供給用貫通口
38 空気供給用貫通口
51 排出側フランジ
53 冷却水通路
55 固定ゴム
57 ガス排出用貫通口
58 空気排出用貫通口
Claims (3)
- 反応管内に水平方向で配置された基板の表面に原料ガスを供給して熱化学気相成長法によりカーボンナノチューブを形成するためのCVD装置であって、
上記反応管内で所定の隙間を有して上下に複数の基板を保持する基板保持体と、上記反応管の一端側開口および他端側開口をそれぞれ覆う蓋体とを具備し、
上記基板保持体を、上記基板が載置される水平部およびその両側縁に設けられた脚部からなる横断面溝型状に形成した複数の基板保持部材を、上下に段積みして構成するとともに、これら各基板保持部材の上記水平部に、原料ガスを上記基板へ導く開口部と、長手方向における両端から突出する掛止突出部とを設け、
上記各蓋体に、上記各掛止突出部を挿入する溝部を設け、
上記各掛止突出部を上記各溝部に挿入して掛けることにより、反応管内を、原料ガスが供給される基板同士間の反応空間部と、上下の基板表面と当該反応管内壁面との間の原料ガスが供給されない非反応空間部とに区画したことを特徴とするカーボンナノチューブ形成用のCVD装置。 - 反応管内に水平方向で配置された基板の表面に原料ガスを供給して熱化学気相成長法によりカーボンナノチューブを形成するためのCVD装置であって、
上記反応管内で所定の隙間を有して上下に複数の基板を保持する基板保持体と、この基板保持体を載置する台座体と、上記反応管の一端側開口および他端側開口をそれぞれ覆う蓋体とを具備し、
上記基板保持体を、上記基板が載置される水平部およびその両側縁に設けられた脚部からなる横断面溝型状に形成した複数の基板保持部材を、上下に段積みして構成するとともに、これら各基板保持部材の上記水平部に、原料ガスを上記基板へ導く開口部と、長手方向における両端から突出する掛止突出部とを設け、
上記各蓋体に、上記各掛止突出部を挿入する溝部を設け、
上記各掛止突出部および上記台座体の長手方向両端部を上記各溝部にそれぞれ挿入して掛けることにより、反応管内を、それぞれ原料ガスが供給される下の基板表面と台座体との間および基板同士間の反応空間部と、上の基板表面および台座体表面と当該反応管内壁面との間の原料ガスが供給されない非反応空間部とに区画したことを特徴とするカーボンナノチューブ形成用のCVD装置。 - 反応空間部に供給する原料ガスの圧力よりも高い圧力を有する気体を非反応空間部に供給するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ形成用のCVD装置。
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