DE102013113048A1 - Heating device for a susceptor of a CVD reactor - Google Patents

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Pierre-Arnaud Bodin
Keith Allen
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen insbesondere eines Suszeptors eines CVD-Reaktors mit mindestens einem ersten Heizelement (1.1) und mindestens einem zweiten Heizelement (1.2), wobei jedes Heizelement (1.1, 1.2) ein von ein oder mehreren Filamenten gebildetes Heizorgan (2.1, 2.2) aufweist, wobei die Heizorgane (2.1, 2.2) in einer gemeinsamen Heizebene oder in mehreren zueinander parallelen Heizebenen (H1, H2) liegen und die Enden der Heizorgane (2.1, 2.2) mit quer zur Heizebene (H1, H2) sich erstreckenden Kontaktelementen (3.1, 4.1, 3.2, 4.2) jeweils mit einer in einer zur Heizebene (H1, H2) parallelen Kontaktebene (K1, K2) liegenden Kontaktplatte (5, 6) verbunden sind, wobei die Kontaktelemente (3.1, 3.2, 4.1, 4.2) in der Kontaktebene (K1, K2) derart nebeneinander angeordnet sind, dass die Heizelemente (1.1, 1.2) zwischen den Kontaktplatten (5, 6) elektrisch parallel geschaltet sind. Um die Standzeit einer Heizvorrichtung zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Heizorgane (2.1, 2.2) der Heizelemente (1.1, 1.2) gleich lang sind und einen gleichen elektrischen Widerstand haben, dass die Kontaktelemente (3.2, 4.2) des zweiten Heizelementes (1.2) einen Abstand (A2) voneinander haben, der geringer ist als der Abstand (A1) der Kontaktelemente (3.1, 4.1) des ersten Heizelementes (1.1) und kürzer sind als die Kontaktelemente (3.1, 4.1) des ersten Heizelementes (1.1).The invention relates to a device for heating, in particular, a susceptor of a CVD reactor having at least one first heating element (1.1) and at least one second heating element (1.2), each heating element (1.1, 1.2) comprising a heating element (2.1, 1.2) formed by one or more filaments. 2.2), wherein the heating elements (2.1, 2.2) in a common heating level or in several mutually parallel heating levels (H1, H2) and the ends of the heating elements (2.1, 2.2) with transverse to the heating level (H1, H2) extending contact elements (3.1, 4.1, 3.2, 4.2) are in each case connected to a contact plate (5, 6) which lies in a contact plane (K1, K2) parallel to the heating level (H1, H2), the contact elements (3.1, 3.2, 4.1, 4.2) being connected in the contact plane (K1, K2) are arranged side by side so that the heating elements (1.1, 1.2) between the contact plates (5, 6) are electrically connected in parallel. In order to increase the service life of a heating device, it is proposed that the heating elements (2.1, 2.2) of the heating elements (1.1, 1.2) are of equal length and have the same electrical resistance that the contact elements (3.2, 4.2) of the second heating element (1.2) have a distance (A2) from each other which is less than the distance (A1) of the contact elements (3.1, 4.1) of the first heating element (1.1) and shorter than the contact elements (3.1, 4.1) of the first heating element (1.1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen insbesondere eines Suszeptors eines CVD-Reaktors mit mindestens einem ersten Heizelement und mindestens einem zweiten Heizelement, wobei jedes der ersten und zweiten Heizelemente ein von ein oder mehreren Filamenten gebildetes Heizorgan aufweist, wobei die Heizorgane in ein oder mehreren zueinander parallelen Heizebenen liegen und die Enden der Heizorgane mit quer zu den ein oder mehreren Heizebenen sich erstreckenden Kontaktelementen mit in ein oder mehreren zueinander und den Heizebenen parallelen Kontaktebenen liegenden Kontaktplatten verbunden sind, wobei die Kontaktelemente in den ein oder mehreren Kontaktebenen derart nebeneinander angeordnet sind, dass die Heizelemente zwischen den Kontaktplatten elektrisch parallel geschaltet sind.The invention relates to a device for heating, in particular, a susceptor of a CVD reactor having at least a first heating element and at least one second heating element, each of the first and second heating elements having a heating element formed by one or more filaments, wherein the heating elements in one or more lie parallel heating surfaces and the ends of the heating elements are connected transversely to the one or more heating elements extending contact elements with lying in one or more heating planes and parallel contact planes lying contact plates, wherein the contact elements in the one or more contact planes are arranged side by side, that the heating elements between the contact plates are electrically connected in parallel.

Bei einem CVD-Reaktor befindet sich innerhalb eines gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossenen Reaktorgehäuses eine Prozesskammer, in die über ein Gaseinlassorgan Prozessgase eingeleitet werden. In der Prozesskammer befindet sich ein Suszeptor, der von unten mit einer Heizeinrichtung beheizt wird. Auf der Oberseite des Suszeptors befinden sich zu beschichtende Substrate, beispielsweise aus Silizium oder einem III-V-Material. Auf die Oberfläche der Substrate soll eine Halbleiterschicht, insbesondere eine III-V-Halbleiterschicht abgeschieden werden. Dies erfolgt bei Temperaturen oberhalb von 1000°C. Die zum Erreichen der Prozesstemperatur erforderliche Wärme wird von der Heizeinrichtung bereitgestellt. Da das Gaseinlassorgan aktiv gekühlt wird und dem Suszeptor dicht benachbart ist, bildet sich steiler Temperaturgradient zwischen Suszeptor und Gaseinlassorgan aus. Als Folge dieses Temperaturgradienten entsteht ein erheblicher Wärmefluss vom Suszeptor zum Kühlaggregat des Gaseinlassorganes. Um die erforderliche Prozesstemperatur erreichen zu können, muss die Heizeinrichtung auf Temperaturen über 2000°C aufgeheizt werden und eine ausreichende Wärmeleistung liefern.In a CVD reactor is located within a sealed relative to the environment gas-tight reactor housing, a process chamber in which via a gas inlet element process gases are introduced. In the process chamber is a susceptor, which is heated from below with a heater. On the top side of the susceptor there are substrates to be coated, for example silicon or a III-V material. On the surface of the substrates, a semiconductor layer, in particular a III-V semiconductor layer is to be deposited. This takes place at temperatures above 1000 ° C. The heat required to reach the process temperature is provided by the heater. Since the gas inlet member is actively cooled and closely adjacent to the susceptor, a steep temperature gradient forms between the susceptor and the gas inlet member. As a consequence of this temperature gradient, a considerable heat flow from the susceptor to the cooling unit of the gas inlet element arises. In order to achieve the required process temperature, the heater must be heated to temperatures above 2000 ° C and provide sufficient heat output.

CVD-Reaktoren mit Heizeinrichtungen werden in der DE 10 2009 043 960 A1 , DE 103 29 107 A1 , DE 10 2006 018 515 A1 , DE 10 2007 009 145 A1 , DE 10 2005 056 536 A1 oder der DE 10 2007 027 704 A1 beschrieben. Eine Heizeinrichtung mit einem Heizelement, das sich in einer Heizebene auf einer Spirallinie erstreckt, beschreibt die DE 26 30 466 A1 oder die US 3,345,498 . Auf Kreisbogenlinien innerhalb einer Heizebene verlaufende Heizelemente beschreibt die US 7,573,004 .CVD reactors with heaters are used in the DE 10 2009 043 960 A1 . DE 103 29 107 A1 . DE 10 2006 018 515 A1 . DE 10 2007 009 145 A1 . DE 10 2005 056 536 A1 or the DE 10 2007 027 704 A1 described. A heater having a heating element extending in a heating plane on a spiral line describes the DE 26 30 466 A1 or the US 3,345,498 , On circular arc lines within a heating level extending heating elements describes the US 7,573,004 ,

Bei einer Heizeinrichtung für einen CVD-Reaktor verlaufen zumindest zwei Heizorgane nebeneinander. Die Heizorgane sind mit ihren Anschlusskontakten mit denselben Kontaktplatten verbunden. Dies erfolgt über Kontaktelemente. Die Heizelemente sind somit elektrisch parallel zueinander geschaltet. Sie verlaufen derart dicht nebeneinander, dass sie sich beim Aufheizen aufgrund einer thermischen Bewegung berühren können. Haben die Heizelemente an den Berührungspunkten eine Potenzialdifferenz, so kann es dort zu lokalen Überhitzungen bzw. zu einer Lichtbogenbildung kommen. Dies kann zu einer Zerstörung des Heizelementes führen.In a heating device for a CVD reactor, at least two heating elements run side by side. The heating elements are connected with their connection contacts with the same contact plates. This is done via contact elements. The heating elements are thus electrically connected in parallel to each other. They run so close together that they can touch each other during heating due to a thermal movement. If the heating elements have a potential difference at the points of contact, local overheating or arcing may occur there. This can lead to destruction of the heating element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Standzeit einer Heizvorrichtung zu erhöhen.The invention has for its object to increase the service life of a heater.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.The object is achieved by the invention specified in the claims.

Erfindungsgemäß sind die nebeneinander verlaufenden Heizorgane voneinander verschiedene, elektrisch parallel geschaltete Heizelemente gleich lang ausgebildet. Sie sind darüber hinaus auch elektrisch oder mechanisch gleich gestaltet. Beispielsweise können die Heizorgane ein oder mehrere wendelgangförmig verlaufende Filamente besitzen, die denselben elektrischen Widerstand haben. Diese Filamente sind in einer Heizebene angeordnet. Die Kontaktelemente der voneinander verschiedenen Heizelemente haben einen voneinander verschiedenen Abstand voneinander. So sind die Kontaktelemente eines zweiten Heizelementes weniger weit voneinander beabstandet als die Kontaktelemente eines ersten Heizelementes. Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Kontaktelemente des zweiten Heizelementes kürzer sind als die Kontaktelemente des ersten Heizelementes. Die Filamente besitzen einen um mindestens einen Faktor 10 größeren Widerstand pro Längeneinheit als die Kontaktelemente, die bevorzugt von dickwandigen Kontaktstiften ausgebildet sind. Die Kontaktelemente besitzen eine Erstreckungsrichtung, die quer zur Heizebene bzw. zur Kontaktebene verläuft. Innerhalb der Kontaktebene erstrecken sich die ein oder mehreren Kontaktplatten. Innerhalb ein oder mehrerer parallel zueinander verlaufenden Heizebenen erstrecken sich die aus ein oder mehreren Filamenten gebildeten Heizorgane. In einer bevorzugten Ausgestaltung erstrecken sich zumindest die Enden der Heizorgane der einen geringeren Abstand als die Kontaktelemente des ersten Heizelementes aufweisenden Heizorgane im Zwischenraum zwischen der Heizebene und der Kontaktebenen. Es können ein oder mehrer dritte oder vierte Heizelemente vorgesehen sein. Die dritten und vierten Heizelemente besitzen ebenfalls aus ein oder mehreren Filamenten bestehende Heizorgane. Die Enden der Heizorgane sind mit quer zu den ein oder mehreren Heizebenen sich erstreckenden Kontaktelementen, bevorzugt Kontaktstiften, mit dem ein oder mehreren zueinander und zu den Heizebenen parallelen Kontaktebenen verbunden. Das dritte und/oder vierte Heizelement ist mit dem ersten und dem zweiten Heizelement elektrisch parallel geschaltet. Sämtliche Heizorgane der ersten bis vierten Heizelemente sind bevorzugt gleich lang und auch gleich gestaltet. Sie haben insbesondere denselben elektrischen Widerstand. An den Heizorganen fällt über dieselbe Strecke dieselbe Spannung ab. Dies hat zur Folge, dass die Heizelemente an etwaigen Berührungsstellen auf einem identischen Potential liegen, so dass sich keine Querströme zwischen den Heizelementen an den Berührungsstellen ausbilden können. Die dritten und vierten Heizelemente besitzen Kontaktelemente, die einen geringeren Abstand voneinander besitzen als die Kontaktelemente des zweiten Heizelementes. Die Heizorgane des dritten und des vierten Heizelementes besitzen quer zu der jeweiligen Heizebene in Richtung auf die Kontaktebene abragende Endabschnitte, die eine Länge besitzen, die größer ist als die Länge der Endabschnitte der Heizorgane des ersten und des zweiten Heizelementes. Die Länge des Endabschnitts eines Heizorgans besitzt eine Länge, die im Wesentlichen dem Abstand des zugehörigen Kontaktelementes von einem benachbarten Kontaktelement entspricht, das einem Heizelement zugeordnet ist, dessen Kontaktelemente weiter voneinander beabstandet sind. Die Länge des Kontaktelementes hängt im Wesentlichen von der Länge des Endabschnitts des Heizorgans und von der Lage der zugehörigen Heizebene ab. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die im Wesentlichen rechtwinklig von der Heizebene sich erstreckenden Endabschnitte mit der Erstreckungsrichtung des zugeordneten Kontaktelementes fluchtend mit einer Stirnseite des Kontaktelementes verbunden sind. Die gegenüberliegende Stirnseite des Kontaktelementes ist mit der Kontaktplatte verbunden. Die Kontaktplatten können sich auf einem einheitlichen Niveau befinden und in einer einheitlichen Kontaktebene liegen. Es ist aber auch vorgesehen, dass die Kontaktplatten in Parallelebenen angeordnet sind, also in Richtung quer zur Ebenenerstreckung voneinander beabstandet sind.According to the invention, the juxtaposed heating elements of different, electrically connected in parallel heating elements are the same length. They are also designed electrically or mechanically the same. For example, the heating elements may have one or more helical filaments having the same electrical resistance. These filaments are arranged in a heating plane. The contact elements of the mutually different heating elements have a mutually different distance from each other. Thus, the contact elements of a second heating element are spaced less far from each other than the contact elements of a first heating element. According to the invention it is further provided that the contact elements of the second heating element are shorter than the contact elements of the first heating element. The filaments have a greater resistance by at least a factor 10 per unit length than the contact elements, which are preferably formed of thick-walled pins. The contact elements have an extension direction which runs transversely to the heating level or to the contact plane. Within the contact plane, the one or more contact plates extend. Within one or more mutually parallel heating levels, the heating elements formed from one or more filaments extend. In a preferred embodiment, at least the ends of the heating elements of a smaller distance than the contact elements of the first heating element having heating elements in the space between the heating level and the contact planes extend. One or more third or fourth heating elements may be provided. The third and fourth heating elements also have heating elements consisting of one or more filaments. The ends of the heating elements are connected to transverse to the one or more heating levels extending contact elements, preferably contact pins, with the one or more to each other and to the heating planes parallel contact planes. The third and / or fourth heating element is connected to the first and the second Heating element electrically connected in parallel. All heating elements of the first to fourth heating elements are preferably the same length and also designed the same. They have in particular the same electrical resistance. At the heating elements falls over the same distance from the same voltage. This has the consequence that the heating elements are at an identical potential at any points of contact, so that no cross-currents can form between the heating elements at the contact points. The third and fourth heating elements have contact elements, which have a smaller distance from each other than the contact elements of the second heating element. The heating elements of the third and fourth heating elements have transverse to the respective heating level in the direction of the contact plane projecting end portions which have a length which is greater than the length of the end portions of the heating elements of the first and the second heating element. The length of the end portion of a heating element has a length which substantially corresponds to the distance of the associated contact element from an adjacent contact element, which is assigned to a heating element whose contact elements are further spaced from each other. The length of the contact element depends essentially on the length of the end portion of the heating element and on the location of the associated heating level. It is provided, in particular, that the end sections, which extend substantially at right angles to the heating level, are aligned with the extension direction of the associated contact element and are aligned with an end face of the contact element. The opposite end face of the contact element is connected to the contact plate. The contact plates can be at a uniform level and lie in a uniform contact plane. But it is also envisaged that the contact plates are arranged in parallel planes, that are spaced apart in the direction transverse to the plane extension.

Es ist besonders bevorzugt, dass sämtliche Heizorgane, welche zwischen den Kontaktplatten elektrisch parallel geschaltet sind, gleich lange und gleich gestaltete Heizorgane aufweisen, wobei die Heizorgane der Heizelemente, deren Kontaktelemente geringer voneinander beabstandet sind als die Kontaktelemente des ersten Heizelementes, sich mit ihren Endabschnitten, an denen die Kontaktelemente angeschlossen sind, in den Zwischenraum zwischen der dem jeweiligen Heizelement zugeordneten Heizebene und der dem jeweiligen Kontaktelement zugeordneten Kontaktebene hineinragt. Sämtliche Heizorgane können sich in einer individuellen Heizebene erstrecken. Sie erstrecken sich in der Heizebene insbesondere auf einer Kreisbogenlinie oder auf einer Spiralbogenlinie. Es können sich aber auch ein oder mehrere Heizorgane voneinander verschiedener Heizelemente in einer gemeinsamen Heizebene erstrecken. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich sämtliche Heizorgane in einer gemeinsamen Heizebene erstrecken. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass sich alle Heizorgane in voneinander verschiedenen Heizebenen erstrecken. Die Länge des in den Zwischenraum hineinragenden Endabschnitts des Heizorgans entspricht bevorzugt dem Abstand des zugeordneten Kontaktelementes vom Kontaktelement des ersten Heizelementes. Gegenüber allen anderen Heizelementen sind die Kontaktelemente des ersten Heizelementes am weitesten voneinander beabstandet. Die Heizorgane können derart nebeneinanderliegend verlaufen und derart mit den ihnen zugeordneten Kontaktelementen mit den Kontaktplatten verbunden sein, dass bei einer an den Kontaktelementen angelegten Heizspannung an möglichen Berührungsstellen dasselbe Potential anliegt. Die Filamente können aus Wolframdrähten bestehen. Diese werden in eine Wendelgangform gebracht. Die dadurch entstandenen länglichen Heizorgane erstrecken sich in einer Heizebene insbesondere entlang einer Bogenlinie. Die Vorrichtung besitzt einen im Wesentlichen kreisrunden Grundriss. Die Vorrichtung kann mehrere elektrisch voneinander getrennte Heizeinrichtungen aufweisen. So ist insbesondere eine kreisscheibenförmige zentrale Heizeinrichtung vorgesehen, die von einer ersten ringförmigen Heizeinrichtung umgeben ist, welche wiederum von einer zweiten ringförmigen Heizeinrichtung umgeben ist.It is particularly preferred that all heating elements, which are electrically connected in parallel between the contact plates, have the same length and identically designed heating elements, wherein the heating elements of the heating elements whose contact elements are spaced less than the contact elements of the first heating element, with their end portions, at which the contact elements are connected, projects into the intermediate space between the heating level associated with the respective heating element and the contact level associated with the respective contact element. All heating elements can extend in an individual heating level. They extend in the heating level in particular on a circular arc line or on a spiral arc line. However, one or more heating elements of mutually different heating elements can also extend in a common heating level. In particular, it is provided that all heating elements extend in a common heating level. Alternatively, however, it can also be provided that all heating elements extend in mutually different heating levels. The length of the projecting into the intermediate end portion of the heating element preferably corresponds to the distance of the associated contact element from the contact element of the first heating element. Compared to all other heating elements, the contact elements of the first heating element are the furthest apart. The heating elements can run side by side in such a way and be connected to the contact plates associated with them contact elements, that at a voltage applied to the contact elements heater voltage applied to potential points of contact the same potential. The filaments may consist of tungsten wires. These are brought into a helical gait. The resulting elongated heating elements extend in a heating plane, in particular along a curved line. The device has a substantially circular floor plan. The device may have a plurality of electrically separate heaters. Thus, in particular, a circular disk-shaped central heating device is provided, which is surrounded by a first annular heating device, which in turn is surrounded by a second annular heating device.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained below with reference to accompanying drawings. Show it:

1 schematisch den Aufbau eines CVD-Reaktors; 1 schematically the structure of a CVD reactor;

2 die Draufsicht auf eine aus drei Heizzonen 14, 15, 16 bestehende Heizung, die insbesondere drei Heizeinrichtungen 14, 15, 16 aufweist; 2 the top view of one of three heating zones 14 . 15 . 16 existing heating, in particular, three heating devices 14 . 15 . 16 having;

3 die Seitenansicht auf die in 2 dargestellte Heizung in Richtung des Pfeiles III; 3 the side view on the in 2 shown heater in the direction of arrow III;

4 eine perspektivische Darstellung der in der 2 radial äußersten Heizeinrichtung 14 in Richtung des Pfeiles 4 in 2; 4 a perspective view of the in the 2 radially outermost heating device 14 in the direction of the arrow 4 in 2 ;

5 eine Darstellung der beiden Kontaktzonen einer Heizelementeanordnung, wobei die Heizelemente 1.1, 1.2, 1.3, 1.4 erfindungsgemäß ausgestaltet und mit erfindungsgemäßen Kontaktelementen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 ausgebildet sind und 5 a representation of the two contact zones of a Heizelementeanordnung, wherein the heating elements 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 designed according to the invention and with contact elements according to the invention 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 are trained and

6 ein Heizelement 1 eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem das Kontaktelement 3 mit einem Endabschnitt 7 einer Einzelwendel 2 verbunden ist; 6 a heating element 1 a first embodiment, wherein the contact element 3 with an end portion 7 a single coil 2 connected is;

7 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Heizelementes 7, bei dem das Heizorgan 2 als Doppelwendel ausgebildet ist. 7 a second embodiment of a heating element 7 in which the heating element 2 is designed as a double helix.

Die 1 bis 4 dienen zunächst und im Wesentlichen der Darstellung einer gattungsgemäßen Vorrichtung, bei der die in Anspruch angegebene Erfindung nicht verwirklicht ist. An diesen Figuren soll im Folgenden die den Anspruch 1 betreffenden Erfindung zugrunde liegende Problematik erörtert werden.The 1 to 4 serve initially and essentially the representation of a generic device in which the claimed claim is not realized. In these figures, the problem underlying the claim 1 invention will be discussed below.

Die 1 zeigt grobschematisch einige wesentliche Elemente eines CVD-Reaktors 10. Der CVD-Reaktor 10 besitzt ein nach außen gasdicht abgeschlossenes Gehäuse. In dem Gehäuse befindet sich ein Gaseinlassorgan 11 mit duschkopfartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen, die in Richtung einer Prozesskammer 13 weisen. Durch die Gasaustrittsöffnungen des Gaseinlassorganes 11 können ein oder mehrere voneinander verschiedene Prozessgase in die Prozesskammer 13 eingeleitet werden. Der Boden der Prozesskammer 13 wird von einem Suszeptor 12, beispielsweise aus beschichtetem Graphit ausgebildet, auf dessen zur Prozesskammer 13 weisenden Oberseite ein oder mehrere Substrate aufliegen, die mit einer einkristallinen Halbleiterschicht beschichtet werden sollen. Unterhalb des Suszeptors 12 befindet sich eine aus mehreren Heizeinrichtungen 14, 15, 16 bestehende Heizung, die durch Einspeisen elektrischer Energie Wärme erzeugt, mit der der Suszeptor 12 auf Prozesstemperatur aufgeheizt wird.The 1 shows roughly schematic some essential elements of a CVD reactor 10 , The CVD reactor 10 has a gas-tight housing closed to the outside. In the housing is a gas inlet member 11 with showerhead-like arranged gas outlet openings in the direction of a process chamber 13 point. Through the gas outlet openings of the gas inlet member 11 can one or more different process gases into the process chamber 13 be initiated. The bottom of the process chamber 13 is from a susceptor 12 , For example, formed of coated graphite, on the process chamber 13 one or more substrates which are to be coated with a monocrystalline semiconductor layer. Below the susceptor 12 is one of several heaters 14 . 15 . 16 existing heating, which generates heat by feeding electrical energy, with which the susceptor 12 is heated to process temperature.

Die 2 zeigt die Draufsicht auf die in der 1 lediglich schematisch dargestellte Heizung bestehend aus den Heizeinrichtungen 14, 15, 16. Im Zentrum befindet sich eine kreisscheibenförmige Heizeinrichtung 16 mit einer Mehrzahl von Heizelementen, die in einer einzigen Heizebene spiralförmig angeordnet sind.The 2 shows the top view of the in the 1 only schematically illustrated heater consisting of the heaters 14 . 15 . 16 , In the center is a circular disk-shaped heater 16 with a plurality of heating elements arranged spirally in a single heating plane.

Die zentrale Heizeinrichtung 16 wird von einer mittleren Heizeinrichtung 15 umgeben, die ebenfalls eine Vielzahl von Heizelementen aufweist, die sich in einer gemeinsamen Heizebene auf einer Spiralbogenlinie erstrecken. Lediglich die zuäußerst liegenden Heizelemente können auf einer tieferliegenden Heizebene verlaufen.The central heating device 16 is from a medium heater 15 surrounded, which also has a plurality of heating elements which extend in a common heating level on a spiral arc line. Only the outermost heating elements can run on a lower heating level.

Die radial zuäußerst liegende Heizeinrichtung 14 besitzt eine Ringform und auf Kreisbogenlinien verlaufende Heizelemente 1. Die Heizelemente 1 sind elektrisch parallel geschaltet. Es sind insgesamt jeweils fünf Heizelemente vorgesehen, die sich jeweils über etwa einen 1/3-Vollkreisbogen erstrecken. Die Enden der Heizelemente 1 sind jeweils mit voneinander verschiedenen Kontaktplatten 5, 6 miteinander verbunden. Über die Kontaktplatten 5, 6 werden die Heizelemente 1 mit Strom versorgt. Die Kontaktplatten 5, 6 verlaufen in voneinander beabstandeten Kontaktebenen K1, K2. In den 3 und 4 sind die Kontaktelemente 3, 4 als Kontaktstifte dargestellt, die jeweils eine einheitliche Länge aufweisen. Die einzelnen Heizelemente 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 sind mittels der jeweils gleich langen Kontaktelemente 3, 4 mit den Kontaktplatten 5, 6 verbunden. Die Heizelemente 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5 besitzen jeweils ein Heizorgan 2.1, 2.2., 2,3, 2.4, 2.5, die von nicht im Detail wendelförmig gewundenen Wolframdrähten ausgebildet sind. In den 1 bis 4 sind die Heizorgane 2.1 bis 2.5 lediglich der Übersicht halber nicht als wendelgangförmige Strukturen, sondern als zylinderartige Strukturen dargestellt. Die wendelgangförmigen Wolframdrähte erstrecken sich innerhalb der zylinderartigen Strukturen. Die einzelnen Kontaktelemente 3, 4 voneinander verschiedener Heizelemente 1.1 bis 1.5 besitzen voneinander verschiedene Abstände. Demzufolge fallen an unterschiedlichen Umfangspositionen der Heizorgane 2.1 bis 2.5 voneinander verschiedene Spannungen ab. Treten die einzelnen Filamente voneinander verschiedener Heizorgane 2.1 bis 2.5 aufgrund einer thermischen Verformung beim Aufheizen gegeneinander, so können dort lokalen Querströme fließen. Hierdurch kann es an den Berührungsstellen zu lokalen Überhitzungen kommen. An den Berührungsstellen können sich Lichtbögen ausbilden.The radially outermost heater 14 has a ring shape and running on circular arc heating elements 1 , The heating elements 1 are electrically connected in parallel. There are a total of five heating elements are provided, each extending over about a 1/3 full circle. The ends of the heating elements 1 are each with different contact plates 5 . 6 connected with each other. About the contact plates 5 . 6 become the heating elements 1 powered. The contact plates 5 . 6 extend in spaced contact planes K 1 , K 2nd In the 3 and 4 are the contact elements 3 . 4 represented as contact pins, each having a uniform length. The individual heating elements 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 . 1.5 are by means of the same length contact elements 3 . 4 with the contact plates 5 . 6 connected. The heating elements 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 . 1.5 each have a heating element 2.1 . 2.2 ., 2.3 . 2.4 . 2.5 which are formed by non-detail helically wound tungsten wires. In the 1 to 4 are the heating elements 2.1 to 2.5 merely for the sake of clarity, not as spiral-shaped structures but as cylinder-like structures. The helical tungsten wires extend within the cylinder-like structures. The individual contact elements 3 . 4 from each other different heating elements 1.1 to 1.5 have different distances from each other. Consequently fall at different circumferential positions of the heating elements 2.1 to 2.5 different voltages from each other. Join the individual filaments of different heating elements 2.1 to 2.5 due to thermal deformation during heating against each other, so local cross-currents can flow there. This can lead to local overheating at the points of contact. At the points of contact arcs can form.

Die in Anspruch 1 angegebene Erfindung schlägt zur Vermeidung derartiger lokaler Temperaturspitzen vor, dass die einzelnen Heizorgane 2.1 bis 1.5 gleich gestaltet sind. Die Heizorgane 2.1, 2.5 sind insbesondere gleich lange wendelgangförmig geformte Filamente. Sie besitzen über ihre Länge den gleichen Widerstand, so dass durch sie im parallel geschalteten Zustand dieselben Ströme fließen. Es ist ferner vorgesehen, dass die an einer Kontaktstelle angeordneten Kontaktelemente 3, 4 unterschiedliche Längen aufweisen. Die Länge der Kontaktelemente hängt vom Abstand der Kontaktelemente 3 eines Heizelementes 1 ab. Je weiter die Kontaktelemente 3, 4 eines Heizelementes voneinander beabstandet sind, desto länger ist das Kontaktelement 3, 4. Bei den Kontaktelementen handelt es sich um zylinderförmige Stifte, die sich quer zur Kontaktebene K1, K2 bzw. quer zu Heizelementen H1, H2, H3, H4 erstrecken.The specified in claim 1 invention proposes to avoid such local temperature peaks that the individual heating elements 2.1 to 1.5 are the same. The heating elements 2.1 . 2.5 are in particular equal long helical shaped filaments. They have the same resistance along their length, so that the same currents flow through them in the parallel-connected state. It is further provided that arranged at a contact point contact elements 3 . 4 have different lengths. The length of the contact elements depends on the distance of the contact elements 3 a heating element 1 from. The farther the contact elements 3 . 4 a heating element are spaced apart, the longer is the contact element 3 . 4 , The contact elements are cylindrical pins which extend transversely to the contact plane K 1 , K 2 or transverse to heating elements H 1 , H 2 , H 3 , H 4 .

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 5 im Detail erläutert. Die 5 zeigt zwei Kontaktplatten 5, 6, an denen ein verschiedenes elektrisches Potential anliegt. In der 5 sind die Kontaktplatten zwei voneinander beabstandeten Kontaktebenen K1 und K2 zugeordnet. Es ist aber auch möglich, dass die Kontaktplatten 5, 6 in einer gemeinsamen Kontaktebene K1 liegen. Sie sind in jedem Falle galvanisch voneinander getrennt.The invention will be described below with reference to FIGS 5 explained in detail. The 5 shows two contact plates 5 . 6 , at which a different electrical potential is applied. In the 5 the contact plates are associated with two spaced apart contact planes K 1 and K 2 . But it is also possible that the contact plates 5 . 6 lie in a common contact plane K 1 . They are always galvanically separated from each other.

Die 5 zeigt insgesamt vier Heizelemente 1.1, 1.2, 1.3, 1.4. Die Heizelemente verlaufen jeweils in einer Heizebene H1, H2, H3, H4. Die Heizebenen H1, H2, H3, H4 verlaufen parallel zu den beiden Kontaktebenen K1, K2. In den Heizebenen H1, H2, H3, H4 verlaufen die Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 der Heizelemente 1.1 bis 1.4 jeweils auf Kreisbogenlinien, wie es in den 2 bis 4 dargestellt ist. Die Heizorgane 2.1 bis 2.4 sind lediglich der vereinfachten Darstellung halber in voneinander verschiedenen Heizebenen H1, H2, H3, H4 dargestellt. Die Heizorgane 2.1 bis 2.4 voneinander verschiedener Heizelemente 1.1 bis 1.4 können aber auch in einer gemeinsamen Heizebene verlaufen.The 5 shows a total of four heating elements 1.1 . 1.2 . 1.3 . 1.4 , The heating elements each run in a heating level H 1 , H 2 , H 3 , H 4 . The heating levels H 1 , H 2 , H 3 , H 4 extend parallel to the two contact planes K 1 , K 2 . In the heating levels H 1 , H 2 , H 3 , H 4 run the heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 the heating elements 1.1 to 1.4 each on circular arc lines, as in the 2 to 4 is shown. The heating elements 2.1 to 2.4 are shown only in the simplified representation half in different heating levels H 1 , H 2 , H 3 , H 4 . The heating elements 2.1 to 2.4 from each other different heating elements 1.1 to 1.4 but can also run in a common heating level.

Die Heizorgane 2.1 bis 2.4 sind mit ihren Endabschnitten 7.1, 7.2, 7.3, 7.4 jeweils mit zylinderstiftförmigen Kontaktstiften 3.1, 3.2, 3.3, 3.4 bzw. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 mit einer der beiden Kontaktplatten 5, 6 elektrisch verbunden. Die Länge der Heizorgane 2.1 bis 2.4 sind gleich. Sie setzt sich jeweils zusammen aus dem Abschnitt des jeweiligen Heizorgans 2.1 bis 2.4, der sich in der zugeordneten Heizebene H1, H2, H3, H4 erstreckt und der Länge der beiden Endabschnitte 7.1 bis 7.4. Die Endabschnitte 7.1 bis 7.4 erstrecken sich senkrecht zur zugeordneten Heizebene H1, H2, H3, H4 in Richtung auf die Kontaktebene K1, K2. Die Erstreckungsrichtung der Endabschnitte 7.1 bis 7.4 fluchtet mit der Erstreckungsrichtung der Kontaktstifte 3.1 bis 3.4 bzw. 4.1 bis 4.4.The heating elements 2.1 to 2.4 are with their end sections 7.1 . 7.2 . 7.3 . 7.4 each with cylindrical pin-shaped contact pins 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 respectively. 4.1 . 4.2 . 4.3 . 4.4 with one of the two contact plates 5 . 6 electrically connected. The length of the heating elements 2.1 to 2.4 are equal. It is composed in each case together from the section of the respective heating element 2.1 to 2.4 which extends in the associated heating level H 1 , H 2 , H 3 , H 4 and the length of the two end portions 7.1 to 7.4 , The end sections 7.1 to 7.4 extend perpendicular to the associated heating level H 1 , H 2 , H 3 , H 4 in the direction of the contact plane K 1 , K 2nd The extension direction of the end sections 7.1 to 7.4 Aligns with the extension direction of the contact pins 3.1 to 3.4 respectively. 4.1 to 4.4 ,

Die Kontaktstifte 3.1, 4.1 des ersten Heizelementes 1.1 sind voneinander am weitesten beabstandet. Ihr Abstand ist mit A1 bezeichnet. Die zugeordneten Kontaktstifte 3.1, 4.1 sind länger als die Kontaktstifte 3.2 bis 3.4 bzw. 4.2 bis 4.4 der übrigen Heizelemente 1.2 bis 1.4. Die Endabschnitte 7.1 des ersten Heizelementes 1.1 sind gegenüber den übrigen die kürzesten.The contact pins 3.1 . 4.1 of the first heating element 1.1 are spaced furthest from each other. Their distance is designated A 1 . The associated contact pins 3.1 . 4.1 are longer than the contact pins 3.2 to 3.4 respectively. 4.2 to 4.4 the other heating elements 1.2 to 1.4 , The end sections 7.1 of the first heating element 1.1 are the shortest compared to the rest.

Die Kontaktelemente 3.2 bis 3.4 bzw. 4.2. bis 4.4, die einen kürzeren Abstand H1, H2, H3, H4 zueinander besitzen, besitzen eine geringere Länge als die Kontaktelemente 3.1 bis 4.1. Das kürzeste Kontaktelement 3.4, 4.4 gehört zu dem Heizelement 2.4, dessen sich quer zur Heizebene H4 erstreckenden Endabschnitte 7.4 am längsten sind und deren Abstand A4 geringer ist als die Abstände A1, A2, A3 der übrigen Kontaktelemente 3.1 bis 3.3 bzw. 4.1 bis 4.3.The contact elements 3.2 to 3.4 respectively. 4.2 , to 4.4 , which have a shorter distance H 1 , H 2 , H 3 , H 4 to each other, have a shorter length than the contact elements 3.1 to 4.1 , The shortest contact element 3.4 . 4.4 belongs to the heating element 2.4 whose transverse to the heating level H 4 extending end portions 7.4 are the longest and whose distance A 4 is less than the distances A 1 , A 2 , A 3 of the other contact elements 3.1 to 3.3 respectively. 4.1 to 4.3 ,

Die Endabschnitte 7.2 bis 7.4 der Heizwendeln 2.2 bis 2.4 der Heizelemente 1.2 bis 1.4, deren Kontaktelemente 3.2 bis 3.4, 4.2 bis 4.4 einen geringeren Abstand A2, A3, A4 voneinander besitzen als die Kontaktelemente 3.1, 4.1 des Heizelementes 1.1, dessen Heizwendel 2.1 die kürzesten Endabschnitte 7.1 besitzt, haben eine Länge, die dem Abstand des zugeordneten Kontaktelementes 3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4 vom jeweiligen Kontaktelement 3.1, 4.1 des Heizelementes mit dem kürzesten Endabschnitt 7.1 entspricht. Die Abstandsdifferenz zum jeweils äußersten Kontaktelement 3.1, 4.1 definiert das Maß für die Länge des Endabschnitts 7.2 bis 7.3 und letzteres in Kombination mit der Höhenlage der Heizwendel 2.1 bis 2.4 die Länge des Kontaktelementes 3.1 bis 3.4 bzw. 4.1 bis 4.4.The end sections 7.2 to 7.4 the heating coils 2.2 to 2.4 the heating elements 1.2 to 1.4 , their contact elements 3.2 to 3.4 . 4.2 to 4.4 have a smaller distance A 2 , A 3 , A 4 from each other than the contact elements 3.1 . 4.1 of the heating element 1.1 , whose heating coil 2.1 the shortest end sections 7.1 has, have a length which is the distance of the associated contact element 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 from the respective contact element 3.1 . 4.1 the heating element with the shortest end portion 7.1 equivalent. The distance difference to the outermost contact element 3.1 . 4.1 defines the measure for the length of the end section 7.2 to 7.3 and the latter in combination with the altitude of the heating coil 2.1 to 2.4 the length of the contact element 3.1 to 3.4 respectively. 4.1 to 4.4 ,

Mit der Bezugsziffer 9 sind Filamentträger aus Metall dargestellt. Die Filamentträger 9 tragen sämtliche der vier Heizelemente an jeweils einer Umfangsposition, an denen an den Heizorganen 2.1 bis 2.4 jeweils dieselbe Spannung abfällt, so dass über die Filamentträger 9 kein Querstrom fließt.With the reference number 9 are metal filament supports shown. The filament carriers 9 carry all of the four heating elements in each case a circumferential position, where at the heating elements 2.1 to 2.4 each same voltage drops, so that over the filament carrier 9 no cross-flow flows.

In der 5 sind die Heizorgane 2.1 bis 2.4 der Übersicht halber durch zwei parallel verlaufende Linien dargestellt. Die 6 verdeutlicht eine erste bevorzugte Ausgestaltung eines Heizorgans 2 in Form eines wendelgangförmig verlaufenen Filamentes 8. Die 6 zeigt ein einzelnes, wendelgangförmig gewundenes Filament 8. Es ist aber auch vorgesehen, zwei oder drei Filamente 8 gemeinsam wendelgangförmig anzuordnen. Eine diesbezügliche besonders bevorzugte Ausgestaltung mit einer Zwillingswendel zeigt die 7.In the 5 are the heating elements 2.1 to 2.4 for clarity, shown by two parallel lines. The 6 illustrates a first preferred embodiment of a heating element 2 in the form of a helical filament 8th , The 6 shows a single, helical wound filament 8th , But it is also provided, two or three filaments 8th to arrange together helical. A related particularly preferred embodiment with a twin helix shows the 7 ,

Der Widerstand pro Längeneinheit des Heizorgans 2 bzw. des Filamentes 8 ist um mindestens einen Faktor 10 größer als der Widerstand pro Längeneinheit des Kontaktelementes 3, 4. Das Kontaktelement 3, 4 ist bevorzugt ein zylindrischer Stift mit einem ausreichend großen Durchmesser, so dass über die axiale Länge eines jeden Kontaktstiftes 3, 4 nur eine unbedeutende Spannung abfällt. Dies hat zur Folge, dass trotz der unterschiedlichen axialen Längen der Kontaktstifte 3, 4 an ihren Stirnflächen, an denen die Heizorgane 2.1 bis 2.4 befestigt sind, dasselbe elektrische Potential anliegt. In die seelenlose Wendel des Heizorgans 2 ist ein durchmesserverminderter Kontaktabschnitt des Kontaktstiftes 3 eingesteckt.The resistance per unit length of the heating element 2 or the filament 8th is at least a factor 10 greater than the resistance per unit length of the contact element 3 . 4 , The contact element 3 . 4 is preferably a cylindrical pin with a sufficiently large diameter, so that over the axial length of each contact pin 3 . 4 only an insignificant voltage drops. This has the consequence that, despite the different axial lengths of the contact pins 3 . 4 at their end faces, where the heating elements 2.1 to 2.4 are attached, the same electrical potential is applied. In the soulless filament of the heating element 2 is a reduced diameter contact portion of the contact pin 3 plugged in.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizorgane 2.1, 2.2 der Heizelemente 1.1, 1.2 gleich lang und gleich gestaltet sind, dass die Kontaktelemente 3.2, 4.2 des zweiten Heizelementes 1.2 einen geringeren Abstand A2 voneinander haben und kürzer sind als die Kontaktelemente 3.1, 4.1 des ersten Heizelementes 1.1;
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch mindestens ein drittes und/oder viertes Heizelement 1.3, 1.4 mit einem aus ein oder mehreren Filamenten gebildeten Heizorgan 2.3, 2.4, das mit seinen Enden mit quer zu den ein oder mehreren Heizebenen H1, H2, H3, H4 sich erstreckenden Kontaktelementen 3.3, 3.4, 4.3, 4.4 mit in ein oder mehreren zueinander und zu den Heizebenen H1, H2, H3 H4 parallelen Kontaktebenen K1, K2, liegenden Kontaktplatten 5, 6 verbunden sind, wobei das dritte und/oder vierte Heizelement 1.3, 1.4 mit dem ersten und dem zweiten Heizelement 1.1, 1.2 zwischen den Kontaktplatten 5, 6 elektrisch parallel geschaltet ist, wobei das Heizorgan 2.3, 2.4 des dritten und/oder vierten Heizelementes 1.3, 1.4 gleich lang und gleich gestaltet ist wie die Heizorgane 2.1, 2.2 des ersten und zweiten Heizelementes 1.1, 1.2, wobei die Kontaktelemente 3.3, 3.4, 4.3, 4.4 des dritten und/oder vierten Heizelementes 1.3, 1.4 einen geringeren Abstand A3, A4 voneinander haben und kürzer sind als die Kontaktelemente 3.2, 4.2 des zweiten Heizelementes 1.2;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sämtliche Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, welche zwischen den Kontaktplatten 5, 6 elektrisch parallel geschaltet sind, gleich lange und gleich gestaltete Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 aufweisen, wobei die Heizorgane 2.2, 2.3, 2.4 der Heizelemente 1.2, 1.3, 1.4, deren Kontaktelemente 3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4 geringer voneinander beabstandet sind als die Kontaktelemente 3.1, 4.1 des ersten Heizelementes 1.1, sich mit ihren Endabschnitten 7.2, 7.3, 7.4, an denen die Kontaktelemente 3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4 angeschlossen sind, in den Zwischenraum zwischen der dem jeweiligen Heizelement zugeordneten Heizebene H1, H2, H3, H4 und der dem jeweiligen Kontaktelement zugeordneten Kontaktebene K1, K2 hineinragt;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Länge des in den Zwischenraum hineinragenden Endabschnittes 7.2, 7.3, 7.4 des Heizorgans 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 den Abstand des zugeordneten Kontaktelementes 3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4 von dem Kontaktelement 3.1, 4.1 des ersten Heizelements 1.1 entspricht; Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 derart nebeneinander liegend verlaufen und derart mit den ihnen zugeordneten Kontaktelementen 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1 4.2, 4.3, 4.4 mit den Kontaktplatten 5, 6 verbunden sind, dass bei einer an den Kontaktelementen angelegten Heizspannung Berührungsstellen, an denen sich aufgrund thermischer Verformung nebeneinander liegende Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 berühren, auf demselben elektrischen Potential liegen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Filamente 8 von in eine Wendelgangform gebrachten Wolframdrähten gebildet sind, wobei insbesondere zwei oder drei Wolframdrähte parallel zueinander verlaufen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizorgane 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 auf Bogenlinien in der jeweiligen Heizebene H1 bis H4 verlaufen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vorrichtung einen im Wesentlichen kreisrunden Grundriss aufweist.The above explanations serve to explain the inventions as a whole covered by the application, which independently further develop the state of the art, at least by the following combinations of features, namely:
A device characterized in that the heating elements 2.1 . 2.2 the heating elements 1.1 . 1.2 are the same length and the same design that the contact elements 3.2 . 4.2 of the second heating element 1.2 have a smaller distance A 2 from each other and are shorter than the contact elements 3.1 . 4.1 of the first heating element 1.1 ;
A device which is characterized by at least a third and / or fourth heating element 1.3 . 1.4 with a heating element formed from one or more filaments 2.3 . 2.4 with its ends with transverse to the one or more heating levels H 1 , H 2 , H 3 , H 4 extending contact elements 3.3 . 3.4 . 4.3 . 4.4 with in one or more to each other and to the heating levels H 1 , H 2 , H 3 H 4 parallel contact planes K 1 , K 2 , lying contact plates 5 . 6 connected are, wherein the third and / or fourth heating element 1.3 . 1.4 with the first and second heating elements 1.1 . 1.2 between the contact plates 5 . 6 is electrically connected in parallel, wherein the heating element 2.3 . 2.4 the third and / or fourth heating element 1.3 . 1.4 the same length and the same design as the heating elements 2.1 . 2.2 the first and second heating element 1.1 . 1.2 , wherein the contact elements 3.3 . 3.4 . 4.3 . 4.4 the third and / or fourth heating element 1.3 . 1.4 have a smaller distance A 3 , A 4 from each other and are shorter than the contact elements 3.2 . 4.2 of the second heating element 1.2 ;
A device which is characterized in that all heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 which is between the contact plates 5 . 6 are electrically connected in parallel, the same length and identically designed heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 have, wherein the heating elements 2.2 . 2.3 . 2.4 the heating elements 1.2 . 1.3 . 1.4 , their contact elements 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 are spaced less than the contact elements 3.1 . 4.1 of the first heating element 1.1 , with their end sections 7.2 . 7.3 . 7.4 at which the contact elements 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 are connected, in the intermediate space between the respective heating element associated heating level H 1 , H 2 , H 3 , H 4 and the respective contact element associated contact plane K 1 , K 2 protrudes;
A device characterized in that the length of the end portion projecting into the gap 7.2 . 7.3 . 7.4 of the heating element 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 the distance of the associated contact element 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 from the contact element 3.1 . 4.1 of the first heating element 1.1 corresponds; A device characterized in that the heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 so lying side by side and so with their associated contact elements 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.1 4.2 . 4.3 . 4.4 with the contact plates 5 . 6 are connected, that at a voltage applied to the contact elements heating voltage contact points at which due to thermal deformation adjacent heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 touch, are at the same electrical potential;
A device characterized in that the filaments 8th are formed by placed in a helical pitch tungsten wires, in particular two or three tungsten wires parallel to each other;
A device characterized in that the heating elements 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 extend on arc lines in the respective heating level H 1 to H 4 ;
A device, characterized in that the device has a substantially circular floor plan.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Heizelementheating element
22
Heizorganheating means
33
Kontaktelementcontact element
44
Kontaktelementcontact element
55
Kontaktplattecontact plate
66
Kontaktplattecontact plate
77
Endabschnittend
88th
Filamentfilament
99
Filamentträgerfilament supports
1010
CVD-ReaktorCVD reactor
1111
GaseinlassorganGas inlet element
1212
Suszeptorsusceptor
1313
Prozesskammerprocess chamber
1414
Heizeinrichtungheater
1515
Heizeinrichtungheater
1616
Heizeinrichtungheater

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 3345498 [0003] US 3345498 [0003]
  • US 7573004 [0003] US 7573004 [0003]

Claims (9)

Vorrichtung zum Beheizen insbesondere eines Suszeptors eines CVD-Reaktors mit mindestens einem ersten Heizelement (1.1) und mindestens einem zweiten Heizelement (1.2), wobei jedes Heizelement (1.1, 1.2) ein von ein oder mehreren Filamenten (8) gebildetes Heizorgan (2.1, 2.2) aufweist, wobei die Heizorgane (2.1, 2.2) in einer gemeinsamen Heizebene oder in mehreren zueinander parallelen Heizebenen (H1, H2) liegen und die Enden der Heizorgane (2.1, 2.2) mit quer zur Heizebene (H1, H2) sich erstreckenden Kontaktelementen (3.1, 4.1, 3.2, 4.2) jeweils mit einer in einer zur Heizebene (H1, H2) parallelen Kontaktebene (K1, K2) liegenden Kontaktplatte (5, 6) verbunden sind, wobei die Kontaktelemente (3.1, 3.2, 4.1, 4.2) in der Kontaktebene (K1, K2) derart nebeneinander angeordnet sind, dass die Heizelemente (1.1, 1.2) zwischen den Kontaktplatten (5, 6) elektrisch parallel geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizorgane (2.1, 2.2) der Heizelemente (1.1, 1.2) gleich lang sind und einen gleichen elektrischen Widerstand haben, dass die Kontaktelemente (3.2, 4.2) des zweiten Heizelementes (1.2) einen Abstand (A2) voneinander haben, der geringer ist als der Abstand (A1) der Kontaktelemente (3.1, 4.1) des ersten Heizelementes (1.1) und kürzer sind als die Kontaktelemente (3.1, 4.1) des ersten Heizelementes (1.1).Device for heating in particular a susceptor of a CVD reactor with at least one first heating element ( 1.1 ) and at least one second heating element ( 1.2 ), each heating element ( 1.1 . 1.2 ) one of one or more filaments ( 8th ) formed heating element ( 2.1 . 2.2 ), wherein the heating elements ( 2.1 . 2.2 ) lie in a common heating level or in a plurality of mutually parallel heating levels (H 1 , H 2 ) and the ends of the heating elements ( 2.1 . 2.2 ) with transverse to the heating level (H 1 , H 2 ) extending contact elements ( 3.1 . 4.1 . 3.2 . 4.2 ) each with a in a heating plane (H 1 , H 2 ) parallel contact plane (K 1 , K 2 ) lying contact plate ( 5 . 6 ), wherein the contact elements ( 3.1 . 3.2 . 4.1 . 4.2 ) in the contact plane (K 1 , K 2 ) are arranged side by side in such a way that the heating elements ( 1.1 . 1.2 ) between the contact plates ( 5 . 6 ) are electrically connected in parallel, characterized in that the heating elements ( 2.1 . 2.2 ) of the heating elements ( 1.1 . 1.2 ) are of equal length and have the same electrical resistance that the contact elements ( 3.2 . 4.2 ) of the second heating element ( 1.2 ) have a distance (A 2 ) from each other which is less than the distance (A 1 ) of the contact elements ( 3.1 . 4.1 ) of the first heating element ( 1.1 ) and shorter than the contact elements ( 3.1 . 4.1 ) of the first heating element ( 1.1 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein drittes und/oder viertes Heizelement (1.3, 1.4) mit einem aus ein oder mehreren Filamenten gebildeten Heizorgan (2.3, 2.4), dessen Enden mit quer zur Heizebene (H1, H2, H3, H4) sich erstreckenden Kontaktelementen (3.3, 3.4, 4.3, 4.4) jeweils mit einer Kontaktplatte (5, 6) verbunden sind, wobei das dritte und/oder vierte Heizelement (1.3, 1.4) mit dem ersten und dem zweiten Heizelement (1.1, 1.2) zwischen den Kontaktplatten (5, 6) elektrisch parallel geschaltet ist, wobei das Heizorgan (2.3, 2.4) des dritten und/oder vierten Heizelementes (1.3, 1.4) gleich lang und gleich gestaltet ist wie die Heizorgane (2.1, 2.2) des ersten und zweiten Heizelementes (1.1, 1.2) und den gleichen elektrischen Widerstand haben, wobei die Kontaktelemente (3.3, 3.4, 4.3, 4.4) des dritten und/oder vierten Heizelementes (1.3, 1.4) einen geringeren Abstand (A3, A4) voneinander haben und kürzer sind als die Kontaktelemente (3.2, 4.2) des zweiten Heizelementes (1.2).Device according to claim 1, characterized by at least one third and / or fourth heating element ( 1.3 . 1.4 ) with a heating element formed from one or more filaments ( 2.3 . 2.4 ) whose ends with transversely to the heating level (H 1 , H 2 , H 3 , H 4 ) extending contact elements ( 3.3 . 3.4 . 4.3 . 4.4 ) each with a contact plate ( 5 . 6 ), wherein the third and / or fourth heating element ( 1.3 . 1.4 ) with the first and the second heating element ( 1.1 . 1.2 ) between the contact plates ( 5 . 6 ) is electrically connected in parallel, wherein the heating element ( 2.3 . 2.4 ) of the third and / or fourth heating element ( 1.3 . 1.4 ) is the same length and the same design as the heating elements ( 2.1 . 2.2 ) of the first and second heating elements ( 1.1 . 1.2 ) and the same electrical resistance, wherein the contact elements ( 3.3 . 3.4 . 4.3 . 4.4 ) of the third and / or fourth heating element ( 1.3 . 1.4 ) have a smaller distance (A 3 , A 4 ) from each other and are shorter than the contact elements ( 3.2 . 4.2 ) of the second heating element ( 1.2 ). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Heizorgane (2.1, 2.2, 2.3, 2.4), welche zwischen den Kontaktplatten (5, 6) elektrisch parallel geschaltet sind, gleich lange und elektrisch gleich gestaltete Heizorgane (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) aufweisen, wobei die Heizorgane (2.2, 2.3, 2.4) der Heizelemente (1.2, 1.3, 1.4), deren Kontaktelemente (3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4) geringer voneinander beabstandet sind als die Kontaktelemente (3.1, 4.1) des ersten Heizelementes (1.1), sich mit ihren Endabschnitten (7.2, 7.3, 7.4), an denen die Kontaktelemente (3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4) angeschlossen sind, in den Zwischenraum zwischen der dem jeweiligen Heizelement zugeordneten Heizebene (H1, H2, H3, H4) und der dem jeweiligen Kontaktelement zugeordneten Kontaktebene (K1, K2) hineinragt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that all heating elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ), which between the contact plates ( 5 . 6 ) are electrically connected in parallel, the same length and electrically identically designed heating elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ), wherein the heating elements ( 2.2 . 2.3 . 2.4 ) of the heating elements ( 1.2 . 1.3 . 1.4 ), whose contact elements ( 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 ) are spaced less than the contact elements ( 3.1 . 4.1 ) of the first heating element ( 1.1 ), with their end sections ( 7.2 . 7.3 . 7.4 ), at which the contact elements ( 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 ), in the intermediate space between the respective heating element associated heating level (H 1 , H 2 , H 3 , H 4 ) and the respective contact element associated contact plane (K 1 , K 2 ) protrudes. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des in den Zwischenraum hineinragenden Endabschnittes (7.2, 7.3, 7.4) des Heizorgans (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) dem Abstand des zugeordneten Kontaktelementes (3.2, 3.3, 3.4, 4.2, 4.3, 4.4) vom Kontaktelement (3.1, 4.1) des ersten Heizelements (1.1) entspricht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the length of the end portion projecting into the intermediate space ( 7.2 . 7.3 . 7.4 ) of the heating element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ) the distance of the associated contact element ( 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.2 . 4.3 . 4.4 ) from the contact element ( 3.1 . 4.1 ) of the first heating element ( 1.1 ) corresponds. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizorgane (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) derart nebeneinander liegend verlaufen und derart mit den ihnen zugeordneten Kontaktelementen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1 4.2, 4.3, 4.4) mit den Kontaktplatten (5, 6) verbunden sind, dass bei einer an den Kontaktelementen angelegten Heizspannung Berührungsstellen, an denen sich aufgrund thermischer Verformung nebeneinander liegende Heizorgane (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) berühren können, auf demselben elektrischen Potential liegen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ) run side by side and in such a way with their associated contact elements ( 3.1 . 3.2 . 3.3 . 3.4 . 4.1 4.2 . 4.3 . 4.4 ) with the contact plates ( 5 . 6 ) are connected, that at a voltage applied to the contact elements heating stress points at which due to thermal deformation adjacent heating elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ) can be at the same electrical potential. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (8) von mindestens einem in eine Wendelgangform gebrachten Wolframdraht gebildet ist, wobei insbesondere zwei oder drei Wolframdrähte parallel zueinander verlaufen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the filament ( 8th ) is formed by at least one placed in a helical pitch tungsten wire, in particular two or three tungsten wires run parallel to each other. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizorgane (2.1, 2.2, 2.3, 2.4) auf Bogenlinien in der jeweiligen Heizebene (H1 bis H4) verlaufen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 . 2.4 ) on curved lines in the respective heating level (H 1 to H 4 ). Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen im Wesentlichen kreisrunden Grundriss aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a substantially circular floor plan. Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.Device characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.
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