171878. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés munkadarabok réteges bevonására gőzfázisból való kémiai leválasztással

3 171878 4 elágazó, a munkadarabok irányába néző gázbeömlő-csonkok vannak elhelyezve, amelyek egyegy szabályozószeleppel és egy gázelosztó-fúvókával rendelkeznek, amelyeken át a reakció-gázkeverék a reakció-térbe beáramlik. A gázbevezető-csonkokkal átlósan szemben egy gázelszívó berendezés csatlakoztatva gázkivezető-csonkok vannak elhelyezve, amelyek ugyancsak egy-egy szabályozószeleppel rendelkeznek. Ennél az ismert eljárásnál igen hátrányos, hogy az eljárás megvalósítására szolgáló berendezés — amely a gőzfázisból való kémiai anyagleválasztás céljára szolgál — a munkadarabok sorai felé néző gázbevezető — és gázkivezető-csonkok alkalmazása miatt a gázáramot több egymástól elkülönített gázáramra osztják, minek következtében a munkadarabtartó tengely-mérete mentén a reakció-gázkeverék egyenlőtlenül áramlik. Ennek következtében a munkadarabra felvitt rétegen szalag alakú, horizontális irányú, egymástól eltérő vastagságú csíkok jönnek létre. Egy további hátrány a viszonylag nagy költségráfordítás, amely a berendezés előállítására, üzemeltetésére és karbantartására fordítandó. További hátrányok a szabályzószelepek nagy száma, ezen szelepeknek a reakció-gázkeverékből kicsapódó szennyeződések miatti folytonos eltömítődése, és az ebből adódó szelepkeresztmetszet-változások, ami folytonos állítást és tisztítási műveleteket igényel. Célunk, hogy a munkadarabok felületére igen jó minőségű rétegeket kis költségráfordítás mellett tudjunk felvinni. E célból eljárást és berendezést javasolunk a gőzfázisból való kémiai leválasztás megvalósítására, amelynél a gáz- vagy gőzfázisú reakció-keveréket, a munkadarab teljes felületén egy egyenletes és jó minőségű réteg kialakítása céljából egyenletes koncentrációban visszük fel. A találmány szerinti eljárással meg kívánjuk gátolni azt, hogy a gázbevezető-csonkoknak idő előtti szennyeződése miatt, keresztmetszetük egyenlőtlenül alakuljon és ezáltal a leválasztási paraméterek az eljárás folyamán változzanak, és hogy a munkadarab felületére felvivendő réteg paramétereit az hátrányosan ne befolyásolja. A találmány szerinti eljárás gőzfázisból való kémiai leválasztás céljára szolgál, amelynek során a reakció-gázkeveréket haránt irányban viszszük az előzetesen felmelegített munkadarabok felületeire. A találmány szerint az eljárást úgy valósítjuk meg, hogy a gáz- vagy gőzfázisú reakció-keveréket a reakciós térbe való beáramoltatást megelőzően intenzív örvényáramlásba hozzuk. A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezésnél megközelítően hengeres alakú forgatható munkadarabtartó szervet alkalmazunk, amely koncentrikusan van elhelyezve a radiális irányú gázbevezető- és gázkivezető-csonkokkal rendelkező reakció-tartályban. A találmány szerint a gázbevezető-nyílás legalább egy örvénykamrát tartalmaz, amely a teljes munkaanyag-tartó tengely irányú méretvonala mentén nyúlik be a reakció-tartály falába. Az örvénykamra előnyösen a végein zárt s-alakú keresztmetszettel rendelkezik, amelynek belsejében hossztengely irányú örvénykeltő-gát és mindenkor egy-egy gázbevezető-, ül- gázkilépő-5 csonkot tartalmaz. Az örvénykamra közepén egy a teljes hosszúsági méretnek megfelelő hosszú, a munkadarabtartóhoz képest radiális irányú és/ vagy cserélhető gázelosztó gyűjtőcső van elrendezve, amely legalább egy, előnyösen azonban 10 az örvénykamra ív alakú része irányában kialakított nyílással rendelkezik. Az örvénykamra nyitott oldalát cserélhető, egyben a gázbevezető, ill. gázkivezető rést alkotó rekesszel fedjük. 15 A rétegfelvitel hatásfokának növelése céljából a reakció-térben több gázbevezető- és gázkivezető-csonk van elrendezve, amelyek váltakozva egymáshoz képest szabályos távolságban vannak elhelyezve. 20 A találmány szerinti eljárással a vivőgázban levő vegyületek viszonylag kis gázsebességével és koncentrációjával igen jó hatásfokú és jó homogén rétegfelvitelt valósíthatunk meg. A találmányt részletesebben rajz alapján is-25 mertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezés egyik kiviteli változatát szemlélteti metszetben, vázlatosan, a 2. ábra az 1. ábrának A—A vonalak mentén 30 vett metszete, a 3. ábra a 2. ábra szerinti metszet egyik részletét szemlélteti. Az ábrán látható találmány szerinti berendezés a rétegfelviteli eljárás számos foganatosítási 35 módjára alkalmazható. Az ábrákon látható kiviteli változatok mind a gőzfázisból való kémiai leválasztás céljára szolgálnak. A kiviteli példák szilíciumnitrid réteg felvitelére szolgálnak. Az eljárás során oxigén vi-40 vőgázban szilánból és ammóniából szilíciumnitrid réteget hozunk létre. A találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló berendezést az 1. ábrán ábrázoljuk hoszszanti metszetben, vázlatosan. A szilíciumnitrid 45 réteggel bevonandó 1 félvezető-tárcsákat egy forgatható 2 munkaanyag-tartón helyezzük el. A 2 munkaanyag-tartó grafitból készült. Ennek belsejében a 2. ábrán látható 3 nagyfrekvenciás tekercs van elhelyezve. A 2 munkaanyag-tartó, 50 amelynek 5 köpenye párhuzamos a 2 munkaanyag-tartónak az 1 félvezető-tárcsákkal ellátott felületével. Az 5 köpenyben átlósan 6 örvénykamrák vannak elrendezve, amelyek a gáz be- kivezetését biztosítják. A 4 reakció-tartálynak a 7 55 peremen túlnyúló része —• amely az 5 köpenyen van elhelyezve — a 8 fenéklappal tömítetten van lezárva. A 8 fenéklapon 9 átvezetés van kialakítva a 11 tengely és a 10 vezeték részére. Az 5 köpeny belső falán a gáz ki- és bevezetését biz-60 tosító 6 örvénykamrák között több, örvénylést biztosító gát van elhelyezve. A 3. ábrán egy 6 örvénykamra szerkezetét mutatjuk be. Ez lényegében az 5 köpenybe nyúló u-alakú 13 szelvényből áll, amely a 2 munkada-65 rab hosszirányú méretével azonos méretű. A 14 2