利用CVD 涂覆基板的器件和方法技术

技术编号:7167245 阅读:234 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及利用CVD涂覆基板的器件,特别地是利用金刚石或硅涂覆的器件,其中由多个伸长的热导体(2)组成的热导体阵列设置在壳体(9)中,所述热导体在第一电极(1)与第二电极(6)之间延伸,其中所述热导体通过附接到其一端的重物(4)被单独地保持拉紧。为了增加热导体(2)的寿命,本发明专利技术提出以由重物(4)产生的重力(G)的矢量与热导体(2)的纵向延伸方向形成不大于45°的角度(α)的方式,重物(4)或热导体(2)在第二电极(6)处被引导,形成电滑动接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在权利要求1的主题(preamble)中限定的器件以及使用该器件的方法。
技术介绍
该器件通过JP 01072992A已知。热导体由此水平地位于将被涂覆的基板上方。为了产生适当的张力,热导体在重定向单元(redirection unit)上方被引导并在其一端设置有重物。根据现有技术已知的器件具有缺点热导体在一个或两个涂覆步骤之后已经破裂, 然后不能再使用。在实际实践中,必需在每个涂覆步骤之后替换热导体。这需要大量时间和费用。虽然可以想到使用具有大约2mm直径的相对粗的热导体来消除上述缺点,但是使用该相对粗的热导体也具有缺点。与细的热导体相比,粗的热导体产生相对大量的热辐射, 该热辐射以不期望的方式影响基板。除此之外,需要明显更大量的电力来加热更粗的热丝 (heating wire)0
技术实现思路
本专利技术的目的在于消除现有技术的缺点。特别地,将详细说明容许基板的多次涂覆而不用必须替换热导体的器件。根据本专利技术的另一目的,所使用的电力量应该由此尽可能地低。本专利技术的另一目的是对于尽可能有效地使用CVD来涂覆基板的方法的说明。该目的通过权利要求1和17的特征被解决。本专利技术的有利实施方式由权利要求 2至16以及18的特征产生。根据本专利技术,重物或热导体在第二电极处被弓丨导,形成电滑动接触,使得由重物产生的重力的矢量关于热导体的纵向延伸方向形成不大于45°的角度。即使当使用薄的热导体时,其也令人惊讶地显著增加它们的寿命。因为电滑动接触被提供在热导体与第二电极之间,所以热导体的长度的热致变化能在加热和冷却期间得以补偿。根据本专利技术,由重物产生的重力基本上作用在热导体的纵向延伸方向上。换句话说,由重物引起的张力不经由锐弯(sharp bend)被施加在热导体上。已经示出,尤其是大约沿热导体的纵向延伸方向的重力的排列也对其改善的使用寿命有重大贡献。由本专利技术提供的该器件确保了热导体始终保持拉紧和精确,特别是精确地彼此平行。即使在多个操作循环之后,热导体也不松弛。它们到将被涂覆的基板的距离经过多个涂覆步骤能始终保持可重复地恒定。根据有利的实施方式,将热导体或重物推向第二电极的接触力由重物引起。这能通过利用第二电极来调整热导体的纵向延伸方向使其稍微与竖直方向不同,而以特别简单的方式实现。在该情形下,作用于夹在两个电极之间的热导体上的张力的矢量相对于重力的矢量倾斜。该张力表示此处的重力和接触力的合力。根据有利的实施方式,重物或者热导体以可滑动移动方式靠在凹槽的内壁上,该凹槽设置在第二电极上。凹槽能是,例如,热导体在其中被引导的狭缝状凹槽。有利地是, 凹槽具有基本圆形的横截面。其能被设计成在第二电极上的穿透孔(breakthrough)。在该情形下,热导体能被引导经过穿透孔。根据另一实施方式,重物能形成为圆柱状。在该情形下,有利地是,重物的外径小于凹槽的内径。例如,于是重物还能在凹槽中被引导。根据本专利技术的主题,在第二电极的区域中保持热导体的弯折(bend)尽可能地轻微是有利的。重力的矢量与热导体的纵向延伸方向有利地形成5至35°,优选地10至20° 的角度。根据另一有利的实施方式,两个相邻的热导体由单一线形成并且设置有重物,该单一线在第一电极的区域中弯折,重物在第二电极的区域中在热导体的两个端部的每个上。例如,该线能被引导经过在第一电极上的另外的两个相邻的穿透孔。然后线的两端能被引导经过例如设置在第二电极上的穿透孔,并设置有重物,重物在伸出第二电极的每个端部上。自然地,还能设置狭缝型凹槽,而不是上述穿透孔。根据另一实施方式,热导体由难熔金属制成,优选地由W、Ta、Mo、Rh或其合金制成。所提出的材料一方面适于制造特别薄的线,另一方面能被暴露于高的热应力。热导体有利地是直径在5μπι至500μπι范围内,优选地在100 μ m至300 μ m范围内的线。特别地,当使用具有小直径的热导体时,涂覆基板所需要的电力能被明显地降低。 同时,能实现热导体的高温,这支持原子氢的产生。热导体并不是绝对地必须设计成线的形式。还可能是,它们被设计成带、杆或薄片的形式。热导体的直径或横截面积并不是在其整个纵向延伸上必须相同。根据另一实施方式,支座单元设置在第一电极上以安装热导体的另一端。有利地, 该支座单元能是用于通过夹动作来安装热导体的单元。支座单元尤其能被设计使得热导体的安装不用实质弯折也是可能的。在本专利技术提供的器件中,第一电极有利地位于第二电极上方。热导体基本竖直地在第一电极与第二电极之间延伸。它们能关于竖直方向稍微倾斜。关于竖直方向的倾斜角度通常<20°。根据本专利技术的另一实施方式,第一和/或第二电极由弥散强化的铜材料制成。提出的弥散强化的铜材料即使在高温也保持极其稳定的形状。除此之外,具有特别外形或空心外形的工件能由该材料被简单且价廉地挤出,然后被处理。有利地提供用于冷却第一和/或第二电极的冷却单元。为此目的,第一和/或第二电极能例如是冷却流体通过其流过的空心外形形状。冷却流体有利地是水。根据另一有利的实施方式,热导体阵列被设计成模块。换句话说,第一和第二电极相对于彼此永久连接,例如具有安装在侧部上的支架,并形成结构单元。该结构单元有利地被设计使得其能位于CVD涂覆器件的常规壳体中。根据本专利技术的另一方面,提供使用CVD涂覆基板,尤其是利用金刚石或硅涂覆基板的方法,其中使用本专利技术提供的器件执行以下步骤抽空壳体;在壳体中产生包含氢和气态碳载体的反应气氛;将热导体从环境温度加热至从1500°C至范围内的温度,并保持1至100小时的时间;抽空壳体;使热导体冷却至环境温度。在抽空壳体期间,在内部设置从大约0. 1至400mbar范围内的压力。当产生反应气氛时,该压力是1至400mbar,优选地为3至20mbar。反应气氛有利地包含90至99. 5wt. % 的氢。为了形成金刚石层,能使用例如0.5至IOwt. %浓度的甲烷作为碳载体。为了制成硅层,反应气氛能包含气态硅载体而不是气态碳载体。反应气氛还能可选地包含氮、氧、磷或含硼气体。热导体有利地被加热至1800°C至2500°C范围内,优选地1900°C至2300°C范围内的温度。特别在指定的高温下,避免了由气相在热导体上沉淀石墨。这确保了始终特别地保持在热导体上产生原子氢,即使在气相中具有高浓度的碳载体。将热导体冷却至环境温度有利地发生在真空中,换句话说,不是发生在反应气氛中。在热导体已经被冷却至环境温度之后,壳体被通风。然后去除涂覆后的基板。由于该方法的另一实施方式特征,参考已经描述过的器件特征,该器件的特征能被类似地应用到该方法。使用本专利技术提供的方法,有可能连续执行多达50个涂覆步骤,而不用必须更换热导体。有利地是,热导体由此始终保持拉紧。附图说明现在,将基于附图使用实例更详细地描述本专利技术。列出了以下附图图1是第一器件的示意图;图2是根据图1的重物(weight)的俯视图;图3是第二器件的示意图;图4是根据图3的另一重物的俯视图;图5是根据图3的详细视图;图6是第三器件的示意性详细视图;图7是第四器件的示意图;图8是第四器件的示意性详细视图;图9是第五器件的示意图;以及图10是CVD涂覆器件的示意性截面图。具体实施例方式图1显示出第一器件的示意图。在第一电极1上连续地安装成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用CVD涂覆基板的器件,特别是利用金刚石或硅涂覆的器件,其中,由在第一电极(1)与第二电极(6)之间延伸的多个纵向延伸的热导体(2)组成的热导体阵列设置在壳体(9)中,其中,所述热导体(2)通过安装在其一端的重物(4)被单独地保持拉紧,其特征在于,所述重物(4)或所述热导体(2)在所述第二电极(6)处被引导,形成电滑动接触,其方式为:由所述重物(4)产生的重力(G)的矢量与所述热导体(2)的所述纵向延伸方向形成不大于45°的角度(α)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:M鲁弗
申请(专利权)人:迪亚康有限责任公司
类型:发明
国别省市:DE

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