DE102018110350A1

DE102018110350A1 - Apparatus for coating a substrate with a carbonaceous coating

Info

Publication number: DE102018110350A1
Application number: DE102018110350.6A
Authority: DE
Inventors: Alexandre Jouvray
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2019-10-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Graphen, Carbon-Nano-Röhrchen oder anderen, insbesondere Kohlenstoff enthaltenen Beschichtungen auf einem durch eine Eintrittsöffnung (12) in ein Reaktorgehäuse (1) eintretenden und durch eine Austrittsöffnung (12') aus dem Reaktorgehäuse (1) austretenden, streifenförmigen Substrat (2), das in einer Transportrichtung von der Eintrittsöffnung (12) durch eine im Reaktorgehäuse (1) angeordnete, von einer Temperiereinrichtung (8) temperierte Prozesszone (5) hin zu einer Austrittsöffnung (12') transportiert wird. Erfindungsgemäß sind zwischen der Prozesszone (5) und der Eintrittsöffnung (12) und/oder der Austrittsöffnung (12') wärmetransporthemmende Mittel (14, 15, 16, 17) angeordnet, mit denen ein Wärmetransport von der Prozesszone (5) hin zur Eintrittsöffnung (12) oder der Austrittsöffnung (12') vermindert wird. Ferner sind Führungselemente (11) vorgesehen, um das Substrat (2) in unmittelbar an die Öffnungen (12, 12') angrenzenden Bereichen zu führen.

The invention relates to a device for separating graphene, carbon nanotubes or other coatings, in particular carbon, on a through an inlet opening (12) in a reactor housing (1) and entering through an outlet opening (12 ') from the reactor housing (1 ), strip-shaped substrate (2) which is transported in a transport direction from the inlet opening (12) through an in the reactor housing (1), tempered by a tempering device (8) process zone (5) to an outlet opening (12 '). According to the invention, heat-transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17) are arranged between the process zone (5) and the inlet opening (12) and / or the outlet opening (12 '), with which a heat transport from the process zone (5) to the inlet opening (12). 12) or the outlet opening (12 ') is reduced. Furthermore, guide elements (11) are provided to guide the substrate (2) in areas directly adjacent to the openings (12, 12 ').

Description

Gebiet der TechnikField of engineering

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Graphen, Carbon-Nano-Röhrchen oder anderen, insbesondere Kohlenstoff enthaltenen Beschichtungen auf einem durch eine Eintrittsöffnung in ein Reaktorgehäuse eintretenden und durch eine Austrittsöffnung aus dem Reaktorgehäuse austretenden, streifenförmigen Substrat, das in einer Transportrichtung von der Eintrittsöffnung durch eine im Reaktorgehäuse angeordnete, insbesondere von zumindest einer Heizeinrichtung temperierte Prozesszone, in die ein Gaseinlass einer Gaszuleitung mündet, hin zur Austrittsöffnung transportiert wird.The invention relates to a device for depositing graphene, carbon nanotubes or other coatings, in particular carbon-containing, on a strip-shaped substrate entering through a reactor inlet into a reactor housing and leaving the reactor housing through an outlet opening, in a transport direction from the inlet opening is transported through a arranged in the reactor housing, in particular tempered by at least one heating process zone into which a gas inlet of a gas supply line opens to the outlet opening.

Stand der TechnikState of the art

Vorrichtung zum Abscheiden von kohlenstoffhaltigen Beschichtungen, wie Graphen oder Kohlenstoff-Nano-Röhrchen (CNT) werden beschrieben in einer US 9,227,171 B2 . Die dort beschriebene Vorrichtung besitzt einen sich in einer Horizontalrichtung erstreckenden Reaktor mit mehreren in Horizontalrichtung nebeneinanderliegenden Zonen, durch die ein Endlossubstrat transportiert wird.Apparatus for depositing carbonaceous coatings, such as graphene or carbon nano-tubes (CNT) are described in one US 9,227,171 B2 , The device described therein has a horizontally extending reactor with a plurality of horizontally juxtaposed zones through which a continuous substrate is transported.

Eine Vorrichtung zur Fertigung von Graphen mit mehreren in einer Transportrichtung eines Substrates hintereinander angeordneten Prozesszonen zeigt die US 2016/0031712 A1 . In den Prozesszonen sind Heizeinrichtungen vorgesehen, um das Substrat auf eine Prozesstemperatur zu bringen.An apparatus for producing graphene having a plurality of process zones arranged one after the other in a transport direction of a substrate shows the US 2016/0031712 A1 , In the process zones, heaters are provided to bring the substrate to a process temperature.

Vorrichtungen zur Behandlungen von Substraten mit Wärmeschutzschildern sind bekannt aus der US 2017/0314134 A1 .Devices for the treatment of substrates with heat shields are known from US 2017/0314134 A1 ,

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden und insbesondere Mittel anzugeben, mit denen sich das Beschichtungsergebnis verbessern lässt.The invention has for its object to further develop the device described in the use of advantage and in particular to provide means by which the coating result can be improved.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Graphen oder Kohlenstoff-Nano-Röhrchen (Carbon-Nano-Tubes) oder anderen insbesondere Kohlenstoff enthaltenden Beschichtungen besitzt ein Reaktorgehäuse, welches zwei sich gegenüberliegende Öffnungen aufweist. Eine, insbesondere spaltförmige Öffnung bildet eine Eintrittsöffnung für ein Substrat. Eine zweite Öffnung bildet eine Austrittsöffnung für das Substrat. Bei dem Substrat handelt es sich bevorzugt um ein streifenförmiges Metallblech, das von einem ersten Wickel abgezogen wird und kontinuierlich durch eine Prozesszone des Reaktors hindurchgeführt wird, um es durch die Austrittsöffnung wieder zu verlassen. Hinter der Austrittsöffnung befindet sich ein zweiter Wickel, auf dem das Substrat aufgewickelt wird. In die Prozesszone kann ein Gaseinlass münden, der das Ende einer rohrförmigen Gasleitung sein kann, mit dem ein Prozessgas, beispielsweise CH₄ oder ein anderes kohlenstoffhaltiges Gas in die Prozesszone eingeleitet wird. Auf der gegenüberliegenden Seite kann sich ein Gasauslass befinden, mit dem gasförmige Bestandteile aus der Prozesszonen herausgepumpt werden können. Die Einleitung des Prozessgases erfolgt bevorzugt mit einem Trägergas, welches nicht mit dem Prozessgas reagiert. Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, um ein Eintreten von Sauerstoff von außerhalb des Reaktors in den Reaktor zu verhindern. Hierzu kann die Eintrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnung mit einem Inertgas gespült werden, so dass sich eine Diffusionsbarriere ausbildet. Es ist vorgesehen, dass die Spaltweite eines Eintrittsspaltes oder eines Austrittsspaltes im Bereich der Wandung des Reaktors spaltweiteneinstellbar ist. Innerhalb des Reaktors befindet sich eine Temperiereinrichtung, mit der das Substrat oder eine das Substrat umgebende Atmosphäre temperierbar ist. Insbesondere handelt es sich bei der Temperiereinrichtung um eine Heizeinrichtung, mit der das Prozessgas aufgeheizt werden kann, so dass sich insbesondere durch eine pyrolytische Zerlegung Kohlenstoff bildet, der auf dem Substrat in Form von Graphen oder Kohlenstoff-Nano-Röhrchen abgeschieden wird. Die die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung umgebenden Bereiche der Wandung des Reaktors können mit geeigneten Mitteln gekühlt werden. Die Erfindung sieht Mittel vor, um den Wärmetransport von der beheizten Prozesszone hin zur Eintrittsöffnung oder zur Austrittsöffnung zu hemmen.A device according to the invention for depositing graphene or carbon nanotubes or other coatings containing in particular carbon has a reactor housing which has two openings lying opposite one another. A, in particular gap-shaped opening forms an inlet opening for a substrate. A second opening forms an exit opening for the substrate. The substrate is preferably a strip-shaped metal sheet which is drawn from a first roll and passed continuously through a process zone of the reactor to leave it through the exit opening. Behind the outlet opening there is a second winding on which the substrate is wound up. In the process zone, a gas inlet may open, which may be the end of a tubular gas line with which a process gas, for example CH ₄ or another carbon-containing gas is introduced into the process zone. On the opposite side there may be a gas outlet with which gaseous components can be pumped out of the process zones. The introduction of the process gas is preferably carried out with a carrier gas, which does not react with the process gas. Measures must be taken to prevent oxygen from entering the reactor from outside the reactor. For this purpose, the inlet opening and / or the outlet opening can be purged with an inert gas, so that forms a diffusion barrier. It is envisaged that the gap width of an entrance slit or an exit slit in the region of the wall of the reactor is gap-width adjustable. Within the reactor is a tempering device with which the substrate or an atmosphere surrounding the substrate can be tempered. In particular, the tempering device is a heating device, with which the process gas can be heated, so that, in particular, carbon is formed by a pyrolytic decomposition, which is deposited on the substrate in the form of graphene or carbon nanotubes. The areas surrounding the inlet opening and the outlet opening of the wall of the reactor can be cooled by suitable means. The invention provides means to inhibit heat transfer from the heated process zone to the inlet or outlet.

Die von der Erfindung vorgesehenen Mittel sind insbesondere in einem Eintrittsbereich oder einem Austrittsbereich der Höhlung des Reaktors vorgesehen, wobei der Eintrittsbereich zwischen der Prozesszone und der Eintrittsöffnung und der Austrittsbereich zwischen der Prozesszone und der Austrittsöffnung angeordnet sind. Die wärmetransporthemmenden Mittel sind insbesondere unmittelbar an einer Verschlussplatte angrenzend angeordnet, die die Eintrittsöffnung beziehungsweise Austrittsöffnung aufweist und die den bevorzugt zylinderförmigen Reaktor an seinen Stirnseiten verschließt. In einer Variante ist vorgesehen, dass die wärmetransporthemmenden Mittel ein oder mehrere Wärmestrahlungsschilder ausbilden. Diese können von Reflektoren gebildet sein. Es ist ferner vorgesehen, dass die wärmetransporthemmenden Mittel von flachen Körpern ausgebildet sind. Die flachen Körper können Blechteile sein. Sie können sich quer oder schräg zur Transportrichtung des Substrates erstrecken. Es ist ferner vorgesehen, dass die wärmetransporthemmenden Mittel eine Querschnittsfläche des Eintrittsbereiches oder des Austrittsbereiches zumindest zu 75 Prozent, bevorzugt zumindest zu 80 Prozent oder 90 Prozent ausfüllt. Der Eintrittsbereich und der Austrittsbereich besitzen bevorzugt eine kreisscheibenförmige freie Querschnittsfläche. Diese freie Querschnittsfläche wird zum größten Teil vom wärmetransporthemmenden Mittel ausgefüllt, wobei bevorzugt eine sich diametral durch den freien Querschnitt erstreckende Spaltzone und eine das wärmetransporthemmende Mittel umgebende Ringzone frei bleibt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die insbesondere aus Blech gefertigten, wärmetransporthemmenden Mittel Schlitze aufweisen. Es kann sich um schmale Schlitze handeln, die zu einem Rand des wärmetransporthemmenden Mittels offen sind. Die Schlitze können eine Schlitzweite aufweisen, die in etwa der Materialstärke der aus Blech gefertigten, wärmetransporthemmenden Mittel entspricht. Die wärmetransporthemmenden Mittel können insbesondere eine sich auf einer Kreisbogenlinie erstreckende Umrisskontur aufweisen. Zumindest der Eintrittsbereich und/oder der Austrittsbereich besitzen ebenfalls eine kreisförmige Umrisskontur. Bevorzugt wird der Eintrittsbereich und der Austrittsbereich von einem Endabschnitt eines Innenrohres (Liner-Rohr) ausgebildet, das sich durch die gesamte Höhlung des Reaktors erstreckt und dass in ihrem mittleren Bereich die Prozesszone ausbildet. Letztere kann von einer Heizeinrichtung umgeben sein, die von einer Heizwendel ausgebildet ist. Auch die in dem Eintrittsbereich oder dem Austrittsbereich angeordneten Mittel zur Hemmung des Wärmetransportes können von einer Heizwendel umgeben sein. Alternativ können diese Mittel aber auch von einer Kühlwendel umgeben sein. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wärmetransporthemmenden Mittel Durchtrittsbohrungen für Stangen oder Rohre ausbilden. Sie können an Stangen oder Rohren verschieblich geführt sein. Zumindest eines der Rohre kann ein Rohr eines Gaseinlasses und/oder ein Rohr eines Gasauslasses sein. Ein wärmetransporthemmendes Mittel kann zweiteilig gestaltet sein, wobei zwischen den beiden bevorzugt halbkreisförmig gestalteten Mitteln ein Spalt verbleibt, durch den das Substrat gefördert wird. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere, zumindest zwei, bevorzugt drei oder vier wärmetransporthemmende Mittel in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind. Derartige, insbesondere von Blechreflektoren gebildete Mittel zur Wärmetransporthemmung können mittels Distanzmitteln, beispielsweise Distanzhülsen, auf Abstand zueinander gehalten werden. Die Distanzhülsen können auf den Rohren angeordnet sein. Die Distanzhülsen können aber auch auf Stangen angeordnet sein, an denen die wärmetransporthemmenden Mittel verschieblich im Reaktor angeordnet sind. Ferner kann vorgesehen sein, dass die wärmetransporthemmenden Mittel unterschiedlich große Flächenerstreckungen aufweisen und insbesondere unterschiedlich große Querschnittsflächen des Eintrittsbereiches oder des Austrittsbereiches ausfüllen, wobei zumindest ein wärmetransporthemmendes Mittel mit einem geringeren Querschnitt an der von der Eintrittsöffnung oder der Austrittsöffnung entferntesten Stelle angeordnet ist. Es kann vorgesehen sein, dass ein wärmetransporthemmendes Mittel eine kreuzförmige Gestalt aufweist. Das kreuzförmig gestaltete wärmetransporthemmende Element besitzt bevorzugt vier Abschnitte, die in einer radialen Richtung von einem Zentrum des wärmetransporthemmenden Mittels abragen. Das Zentrum wird von einer Zentrumslinie ausgebildet, die sich quer zur Transportrichtung erstreckt. Von dieser Zentrumslinie können auf einer Breitseite V-förmig zwei Flachkörper abragen. Auf der gegenüberliegenden Breitseite können von einer Zentrumslinie ebenfalls zwei Flachkörper V-förmig abragen. Es bilden sich insbesondere zwei schräg in Transportrichtung und zwei entgegen der Transportrichtung abragende Flachkörper aus. Bei dem den Wärmetransport hemmenden Mittel kann es sich um ein aus zwei miteinander verbundenen Flachkörpern bestehendes Teil handeln. Es kann vorgesehen sein, dass zwei jeweils um eine Scheitellinie gebogene Flachkörper an den Scheitellinien miteinander verbunden sind. Die Scheitellinien begrenzen dabei einen Spalt zum Hindurchtreten des Substrates. Es ist ferner vorgesehen, dass zwei Flachkörper mittels Verbindungsstegen miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsstege den Spalt zum Hindurchtritt des Substrates begrenzen. In einer Weiterbildung der Erfindung, die eine eigenständige Bedeutung aufweist, sind Führungselemente vorgesehen, die sich innerhalb des Reaktorgehäuses befinden und die sich bevorzugt unmittelbar an die Eintrittsöffnung oder die Austrittsöffnung anschließen. Dabei kann es sich um Stäbe handeln, die parallel zur Transportrichtung ausgerichtet sind. Die Stäbe können einen Führungsspalt zwischen sich belassen, durch den das Substrat hindurchläuft. Auf jeder Seite des Substrates können mehrere, bevorzugt drei Stäbe angeordnet sein. Die Stäbe können aus einem keramischen Material bestehen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Führungselemente von dem wärmetransporthemmenden Mittel gehalten. Hierzu können die wärmetransporthemmenden Mittel Bohrungen oder dergleichen aufweisen, die die Führungselemente haltern. Es kann vorgesehen sein, dass ein letztes, insbesondere von der Eintrittsöffnung oder der Austrittsöffnung entferntes Mittel zur Hemmung des Wärmetransportes eine Anschlagfläche ausbildet, vor der ein Stirnende des Führungselementes liegt. Ein davon wegweisendes zweites Stirnende des Führungselementes kann sich an einem anderen, bevorzugt ersten Mittel zur Hemmung des Wärmetransportes oder an einer Verschlussplatte abstützen. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die sich unmittelbar an die Verschlussplatte anschließende Zone des Eintrittsbereiches oder des Austrittsbereiches von einem Inertgas gespült wird. Mit dieser Maßnahme soll verhindert werden, dass das Prozessgas in einem nennenswerten Umfang aus der Eintrittsöffnung oder der Austrittsöffnung austritt. In einer Weiterbildung ist vorgesehen dass der Reaktor in einer Vertikalanordnung betrieben wird. Die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung sind in dieser Variante vertikal voneinander beabstandet, so dass das Substrat in vertikaler Richtung kontinuierlich durch das Reaktorgehäuse transportiert wird. Es wird bevorzugt von unten her in den Reaktor eingeführt und von oben her aus dem Reaktor herausgeführt. Dies kann mittels Umlenkrollen erfolgen. Der Gaseinlass erfolgt ebenfalls bevorzugt von unten, so dass an der Oberseite des Reaktors der Gasauslass vorgesehen ist. Die Gasströmung innerhalb des Reaktors erfolgt somit parallel zur Förderrichtung des Substrates, das einseitig oder beidseitig beschichtet werden kann.The means provided by the invention are provided in particular in an inlet region or an outlet region of the cavity of the reactor, wherein the inlet region between the process zone and the inlet opening and the outlet region between the process zone and the outlet opening are arranged. The heat transport-inhibiting means are arranged in particular directly adjacent to a closure plate, which has the inlet opening or outlet opening and which closes the preferably cylindrical reactor at its end faces. In a variant, it is provided that the heat transport-inhibiting means form one or more heat radiation shields. These can be formed by reflectors. It is further contemplated that the heat transport inhibiting means are formed by flat bodies. The flat bodies can be sheet metal parts. They may extend transversely or obliquely to the transport direction of the substrate. It is further contemplated that the heat transport inhibiting means may have a cross-sectional area of the entrance area or the exit area of at least 75 percent, preferably at least 80 percent or 90 percent Percent. The inlet region and the outlet region preferably have a circular disk-shaped free cross-sectional area. This free cross-sectional area is for the most part filled by the heat transport-inhibiting agent, wherein preferably a diametrically extending through the free cross-section gap zone and a surrounding the heat transport inhibiting agent ring zone remains free. In a further development of the invention, it is provided that the heat-transport-inhibiting means, in particular made of sheet metal, have slots. They may be narrow slots open to an edge of the heat transport inhibiting agent. The slots may have a slot width which corresponds approximately to the material thickness of the made of sheet, heat transport inhibiting agent. The heat-transport-inhibiting means may in particular have an outline contour extending on a circular arc line. At least the entrance area and / or the exit area also have a circular outline contour. The inlet area and the outlet area are preferably formed by an end section of an inner tube (liner tube) which extends through the entire cavity of the reactor and forms the process zone in its central area. The latter may be surrounded by a heating device which is formed by a heating coil. The means for inhibiting the transport of heat arranged in the inlet region or the outlet region may also be surrounded by a heating coil. Alternatively, these means may also be surrounded by a cooling coil. In a development of the invention, it is provided that the heat-transport-inhibiting means form through-holes for rods or pipes. They can be slidably guided on rods or pipes. At least one of the tubes may be a tube of a gas inlet and / or a tube of a gas outlet. A heat transport inhibiting agent may be designed in two parts, wherein between the two preferably semicircular shaped means remains a gap through which the substrate is conveyed. In one development of the invention, it is provided that a plurality of, at least two, preferably three or four heat-transport-inhibiting means are arranged one behind the other in the transport direction. Such, in particular formed by sheet metal reflectors means for heat transfer inhibition can be kept at a distance from each other by means of spacers, such as spacers. The spacers can be arranged on the tubes. However, the spacers can also be arranged on rods on which the heat transport-inhibiting means are arranged displaceably in the reactor. Furthermore, it can be provided that the heat transport-inhibiting means have different large surface extents and in particular fill different sized cross-sectional areas of the inlet area or the outlet area, wherein at least one heat transport inhibiting means is arranged with a smaller cross section at the remote from the inlet opening or the outlet. It may be provided that a heat transport-inhibiting agent has a cross-shaped shape. The cross-shaped heat transport inhibiting member preferably has four portions protruding in a radial direction from a center of the heat transport inhibiting agent. The center is formed by a center line which extends transversely to the transport direction. From this center line can protrude on a broad side V-shaped two flat body. On the opposite broad side of a center line can also protrude two flat body V-shaped. In particular, two flat bodies projecting obliquely in the transport direction and two against the transport direction are formed. The heat-transport inhibiting means may be a part consisting of two interconnected flat bodies. It can be provided that two flat bodies each bent around a crest line are connected to one another at the crest lines. The apex lines thereby limit a gap for the passage of the substrate. It is further provided that two flat bodies are connected to one another by means of connecting webs, wherein the connecting webs delimit the gap for the passage of the substrate. In a further development of the invention, which has an independent meaning, guide elements are provided which are located within the reactor housing and which preferably directly adjoin the inlet opening or the outlet opening. These can be bars that are aligned parallel to the transport direction. The rods may leave a guide gap between them through which the substrate passes. On each side of the substrate several, preferably three rods may be arranged. The rods may consist of a ceramic material. In a preferred embodiment of the invention, the guide elements are held by the heat transport inhibiting agent. For this purpose, the heat transport-inhibiting means may have bores or the like, which support the guide elements. It can be provided that a last, in particular from the inlet opening or the outlet opening remote means for inhibiting the heat transfer forms a stop surface in front of which a front end of the guide element is located. One of them pioneering second end face of the guide element may be supported on another, preferably first means for inhibiting the heat transfer or on a closure plate. In a development of the invention, it is provided that the zone of the inlet area or the outlet area adjoining directly to the closing plate is flushed by an inert gas. This measure is to prevent the process gas in a appreciable extent from the inlet opening or the outlet opening exits. In a further development, it is provided that the reactor is operated in a vertical arrangement. The inlet opening and the outlet opening are vertically spaced apart in this variant, so that the substrate is transported in the vertical direction continuously through the reactor housing. It is preferably introduced from below into the reactor and led out of the top of the reactor. This can be done by means of pulleys. The gas inlet is also preferably from below, so that the gas outlet is provided at the top of the reactor. The gas flow within the reactor thus takes place parallel to the conveying direction of the substrate, which can be coated on one side or on both sides.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindungen werden nachfolgenden anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 in einer geschnittenen Darstellung einen Reaktor, insbesondere CVD-Reaktor mit einem Gehäuse 1, das in einer Vertikalrichtung angeordnet ist, und in welches ein von einem ersten Wickel 3 abgezogenes, streifenförmiges Substrat 2 in einer unterseitigen Eintrittsöffnung 12 eingebracht und aus einer oberseitigen Öffnung 12' herausgezogen wird, um auf einen zweiten Wickel 3' aufgewickelt zu werden,
2 vergrößert, den Ausschnitt II in 1,
3 eine Unteransicht auf die in 1 dargestellte Vorrichtung,
4 in einer ersten perspektivischen Darstellung wärmetransporthemmende Mittel 14, 15, 16, 17, die an einer Verschlussplatte 13 befestigt sind,
5 eine Explosionsdarstellung der wärmetransporthemmenden Mittel 14, 15, 16, 17,
6 den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 2,
7 eine Darstellung ähnlich 1, jedoch mit wärmetransporthemmenden Mitteln eines zweiten Ausführungsbeispiels,
8 eine perspektivische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels,
9 eine perspektivische Darstellung eines einzelnen wärmetransporthemmenden Mittels des zweiten Ausführungsbeispiels,
10 eine Ansicht gemäß Pfeil X in 9,
11 die Ansicht gemäß Pfeil XI in 10,
12 die Ansicht gemäß Pfeil XII in 10,
13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in 10,
14 den Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in 11.

Embodiments of the invention will be explained below with reference to accompanying drawings. Show it:

1 in a sectional view of a reactor, in particular CVD reactor with a housing 1 which is arranged in a vertical direction, and in which one of a first winding 3 withdrawn, strip-shaped substrate 2 in a lower-side entrance opening 12 introduced and from a top opening 12 ' is pulled out to a second wrap 3 ' to be wound up
2 enlarged, the cutout II in 1 .
3 a bottom view on the in 1 illustrated device,
4 in a first perspective representation heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 attached to a closure plate 13 are attached
5 an exploded view of the heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 .
6 the cut according to the line VI-VI in 2 .
7 a representation similar 1 but with heat transport inhibiting means of a second embodiment,
8th a perspective view of the second embodiment,
9 a perspective view of a single heat transport inhibiting means of the second embodiment,
10 a view according to arrow X in 9 .
11 the view according to arrow XI in 10 .
12 the view according to arrow XII in 10 .
13 the cut according to the line XIII-XIII in 10 .
14 the cut according to the line XIV-XIV in 11 ,

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Die 1 zeigt einen Reaktor, insbesondere CVD-Reaktor, der eine langgestreckte, zylindrische Gestalt aufweist, wobei sich die Achse des zylinderförmigen Gehäuses 1 in der Vertikalen erstreckt. Die beiden nach unten beziehungsweise oben weisenden Stirnseiten des Reaktorgehäuses 1 sind von Verschlussplatten 13 verschlossen. In die Verschlussplatten münden Gaszuleitungen 6' und Gasableitungen 7'. Die Gaszuleitung 6' setzt sich fort in ein Rohr, dessen offenes Ende einen Gaseinlass 6 ausbildet. Die Gasableitung 7' setzt sich fort in ein Rohr, dessen offenes Ende einen Gasauslass 7 ausbildet. Die Gaszuleitung 6' ist an ein Gasversorgungssystem angeschlossen, mit welchem insbesondere CH₄ bereitgestellt wird. Die Gasableitung 7' ist an eine Vakuumpumpe angeschlossen, mit der der Innendruck innerhalb des Reaktorgehäuses etwa auf Atmosphärendruck eingeregelt werden kann.The 1 shows a reactor, in particular CVD reactor, which has an elongated, cylindrical shape, wherein the axis of the cylindrical housing 1 extends in the vertical. The two downwards or upwards facing end sides of the reactor housing 1 are of closure plates 13 locked. In the closure plates open gas supply lines 6 ' and gas discharges 7 ' , The gas supply 6 ' continues into a tube whose open end has a gas inlet 6 formed. The gas discharge 7 ' continues into a tube whose open end is a gas outlet 7 formed. The gas supply 6 ' is connected to a gas supply system, with which in particular CH _{4 is} provided. The gas discharge 7 ' is connected to a vacuum pump, with which the internal pressure within the reactor housing can be adjusted to about atmospheric pressure.

Zwischen den beiden Verschlussplatten 13 erstreckt sich ein Innenrohr 9, welches ein Liner-Rohr ist. Der von dem Innenrohr 9 umgrenzte zylinderförmige Raum bildet angrenzend an die untere Verschlussplatte 13 einen Eintrittsbereich 5' und angrenzend an die obere Verschlussplatte 13 einen Austrittsbereich 5". Der Eintrittsbereich 5' und der Austrittsbereich 5" sind jeweils von einem wendelförmigen Temperierkörper 8' umgeben, mit dem der Bereich 5, 5' beheizt oder gekühlt werden kann.Between the two closure plates 13 extends an inner tube 9 which is a liner tube. The one of the inner tube 9 bounded cylindrical space forms adjacent to the lower closure plate 13 an entry area 5 ' and adjacent to the upper closure plate 13 an exit area 5 ' , The entrance area 5 ' and the exit area 5 ' are each of a helical tempering 8th' surrounded by the area 5 . 5 ' can be heated or cooled.

Zwischen dem Eintrittsbereich 5' und dem Austrittsbereich 5" erstreckt sich eine Prozesszone 5, die von einer Heizwendel 8 umgeben ist, um die Prozesszone 5 auf eine Prozesstemperatur aufzuheizen.Between the entrance area 5 ' and the exit area 5 ' extends a process zone 5 that of a heating coil 8th is surrounded to the process zone 5 to heat up to a process temperature.

Die untere Verschlussplatte 13 und die obere Verschlussplatte 13 weisen jeweils einen Spalt 12 auf, durch den ein streifenförmiges Endlossubstrat 2 in die Reaktorgehäusehöhlung hineintransportiert und wieder heraustransportiert werden kann. Außerhalb der Verschlussplatte 13 befindet sich eine Diffusionsbarriere 10. Diese besteht aus mehreren Spaltbegrenzungskörpern, mit denen die Spaltweite des Spaltes eingestellt werden kann, durch den das Substrat 2 in das Reaktorgehäuse hinein- oder aus dem Reaktorgehäuse heraustransportiert werden kann. Die Diffusionsbarriere 10 besitzt darüber hinaus Gaseinspeiseöffnungen, mit denen ein Spülgas in den Spalt zwischen den beiden Spaltbegrenzungskörpern eingeleitet werden kann.The lower closure plate 13 and the upper closure plate 13 each have a gap 12 through which a strip-shaped endless substrate 2 can be transported into the reactor housing cavity and transported out again. Outside the closure plate 13 there is a diffusion barrier 10 , This consists of several gap-limiting bodies, with which the gap width of the gap can be adjusted, through which the substrate 2 into or out of the reactor housing. The diffusion barrier 10 also has gas inlet openings with which a purge gas can be introduced into the gap between the two gap-limiting bodies.

Auf der der Prozesszone 5 zugewandten Innenseite einer jeden der beiden Verschlussplatten 13 befinden sich mehrere wärmetransporthemmende Mittel 14, 15, 16, 17 und mehrere Führungselemente 11 zur Führung des Substrates 2.On the process zone 5 facing inside of each of the two closure plates 13 There are several heat transport inhibiting agents 14 . 15 . 16 . 17 and several guide elements 11 for guiding the substrate 2 ,

Im Ausführungsbeispiel werden die den Wärmetransport von der Prozesszone 5 zu den Verschlussplatten 3 hin hemmenden Mittel 14, 15, 16, 17 von Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 ausgebildet.In the exemplary embodiment, the heat transfer from the process zone 5 to the closure plates 3 inhibitory agent 14 . 15 . 16 . 17 of reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 educated.

Bei dem in den 2 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel werden die Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 von dünnen Blechplatten ausgebildet, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Umriss besitzen und die derart im Eintrittsbereich 5' beziehungsweise Austrittsbereich 5" angeordnet sind, dass ihre Flächen quer zur Transportrichtung des Substrates ausgerichtet sind. Die Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 sind mittels Distanzhülsen 18 voneinander beabstandet. Jede Reflektorplatte 14, 15, 16, 17 ist zweiteilig ausgebildet. Es handelt sich jeweils um halbkreisförmige Teile, die zwischen sich einen Spalt 19 belassen, durch den das Substrat 2 hindurchgefördert werden kann. Mit einem ersten Abstand ist eine erste Reflektorplatte 17 mittels mehrerer Distanzhülsen 18 von der Verschlussplatte 13 beabstandet. Eine zweite Reflektorplatte 16 ist mittels Distanzhülsen 18 von der ersten Reflektorplatte 17 beabstandet. Eine dritte Reflektorplatte 15 ist mittels Distanzhülsen 18 von der zweiten Reflektorplatte 16 beabstandet. Eine vierte Reflektorplatte 14 ist mit Distanzhülsen 18 von der dritten Reflektorplatte 15 beabstandet. Während die erste und die zweite Reflektorplatte 16, 17 einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Innenrohres 9 entspricht, besitzt die dritte Reflektorplatte 15 einen geringeren Durchmesser. Der Abstand der dritten Reflektorplatte 15 von der zweiten Reflektorplatte 16 ist darüber hinaus auch geringer, als der Abstand der zweiten Reflektorplatte 16 von der ersten Reflektorplatte 17, der etwa dem Abstand der ersten Reflektorplatte 17 von der Verschlussplatte 13 entspricht. Der Abstand der vierten Reflektorplatte 14 von der dritten Reflektorplatte 15 ist wiederum geringer, als der Abstand der dritten Reflektorplatte 15 von der zweiten Reflektorplatte 16.In the in the 2 to 6 shown first embodiment, the reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 formed of thin sheet metal plates having a substantially circular outline and the so in the inlet region 5 ' or exit area 5 ' are arranged, that their surfaces are aligned transversely to the transport direction of the substrate. The reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 are by means of spacers 18 spaced apart. Each reflector plate 14 . 15 . 16 . 17 is formed in two parts. These are each semicircular parts that have a gap between them 19 leave through which the substrate 2 can be conveyed through. With a first distance is a first reflector plate 17 by means of several spacers 18 from the closure plate 13 spaced. A second reflector plate 16 is by means of spacers 18 from the first reflector plate 17 spaced. A third reflector plate 15 is by means of spacers 18 from the second reflector plate 16 spaced. A fourth reflector plate 14 is with spacers 18 from the third reflector plate 15 spaced. While the first and the second reflector plate 16 . 17 have a diameter which is substantially the inner diameter of the inner tube 9 corresponds, has the third reflector plate 15 a smaller diameter. The distance of the third reflector plate 15 from the second reflector plate 16 is also less than the distance of the second reflector plate 16 from the first reflector plate 17 , which is about the distance of the first reflector plate 17 from the closure plate 13 equivalent. The distance of the fourth reflector plate 14 from the third reflector plate 15 is again less than the distance of the third reflector plate 15 from the second reflector plate 16 ,

Beim Ausführungsbeispiel besitzen sämtliche Reflektorplatten 14,15, 16, 17 Radialschlitze 20. Die Schlitzweite dieser Radialschlitze 20 entspricht in etwa der Materialstärke der Reflektorplatten 14, 15, 16, 17.In the embodiment, all reflector plates have 14 . 15 . 16 . 17 radial slots 20 , The slot width of these radial slots 20 corresponds approximately to the material thickness of the reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 ,

Zudem befinden sich in jeder Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 erste Bohrungen 22, durch die Stäbe oder Rohre hindurchtreten können, an denen die Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 befestigt sind. Bei den Rohren kann es sich um die Rohre handeln, mit denen der Gaseinlass 6 gespeist wird oder die mit dem Gasauslass 7 verbunden sind. Es kann sich aber auch um Führungsstangen handeln, die lediglich die Aufgabe besitzen, die Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 zu führen.In addition, there are reflector plates in each 14 . 15 . 16 . 17 first holes 22 through which rods or tubes can pass, where the reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 are attached. The tubes may be the tubes that allow the gas inlet 6 is fed or with the gas outlet 7 are connected. But it may also be guide rods, which have only the task, the reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 respectively.

Es sind zweite Bohrungen 21 vorgesehen, die unmittelbar einer geradlinigen Randkante jedes Teiles einer Reflektorplatte 14, 15, 16, 17 benachbart sind. Diese zweiten Bohrungen 21 dienen der Aufnahme der oben bereits erwähnten Führungselemente 11, die die Form von Stäben besitzen. Die Stäbe sind aus einem keramischen Material. Die Stäbe können sich mit ihren Stirnseiten einerseits an der Verschlussplatte 13 abstützen und andererseits an der vierten Reflektorplatte 14. Es sind insbesondere drei paarweise sich gegenüberliegende Führungselemente 11 vorgesehen. Zwei Führungselemente 11 sind jeweils an den beiden Randkanten des Substrates 2 angeordnet. Ein drittes Paar von Führungselementen 11 ist in der Substratmitte, mittig zwischen den Randkanten angeordnet.There are second holes 21 provided immediately adjacent a rectilinear edge of each part of a reflector plate 14 . 15 . 16 . 17 are adjacent. These second holes 21 serve to accommodate the above-mentioned guide elements 11 , which have the form of bars. The rods are made of a ceramic material. The rods can with their front sides on the one hand on the closure plate 13 support and on the other hand on the fourth reflector plate 14 , There are in particular three pairs of opposing guide elements 11 intended. Two guide elements 11 are each at the two edges of the substrate 2 arranged. A third pair of guide elements 11 is located in the middle of the substrate, centrally between the edges.

Die Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 können in identischer Gestalt auch Schirmplatten sein. Mit den Reflektorplatten 14, 15, 16, 17 oder Schirmplatten wird der Wärmetransport von der Prozesszone 5 hin zur Eintrittsöffnung 12 oder zur Austrittsöffnung 12' gehemmt.The reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 can be in identical shape also screen plates. With the reflector plates 14 . 15 . 16 . 17 or shield plates, the heat transfer from the process zone 5 towards the entrance opening 12 or to the outlet opening 12 ' inhibited.

Die 7 bis 14 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schirmplatte 14, 15 oder einer Reflektorplatte 14, 15. Die den Wärmetransport von der Prozesszone 5 hin zum Eintrittsbereich 5' oder zum Austrittsbereich 5" hemmenden Mittel sind insbesondere Reflektionselemente 14, 15 oder Schirmelemente 14, 15. Ein wärmetransporthemmendes Mittel des zweiten Ausführungsbeispiels besteht aus zwei Blechen 14, 15, die an einer Scheitellinie 14', 15' etwa um einen Winkel von 90 Grad gebogen sind. Die beiden Bleche 14,15 sind an den Scheitellinien 14', 15' miteinander verbunden. Hierzu sind Verbindungsstege 24 vorgesehen, die die Scheitellinien 14', 15' auf Abstand zueinander halten, so dass sich zwischen den Scheitellinien 14', 15' ein Spalt 19 ausbildet, durch den das Substrat 2 transportiert werden kann.The 7 to 14 show a second embodiment of a screen plate 14 . 15 or a reflector plate 14 . 15 , The heat transfer from the process zone 5 to the entrance area 5 ' or to the exit area 5 ' inhibiting means are in particular reflection elements 14 . 15 or screen elements 14 . 15 , A heat transport inhibiting means of the second embodiment consists of two sheets 14 . 15 standing at a crest line 14 ' . 15 ' bent at an angle of 90 degrees. The two sheets 14 . 15 are at the crest lines 14 ' . 15 ' connected with each other. These are connecting bridges 24 provided the crest lines 14 ' . 15 ' Keep at a distance from each other, so that they are between the apex lines 14 ' . 15 ' A gap 19 forms, through which the substrate 2 can be transported.

Die miteinander verbundenen Reflektor- oder Schirmplatten 14, 15 bilden ein Wärmetransporthemmelement aus, das die Querschnittsfläche des Innenrohres 9 im Wesentlichen ausfüllt.The interconnected reflector or screen plates 14 . 15 form a heat transfer inhibiting element, which is the cross-sectional area of the inner tube 9 essentially completes.

Die beiden Schenkel einer jeden Reflektor- oder Schirmplatte 14, 15 sind mit Distanzhülsen 18 miteinander verbunden. Die Enden der Hülsen können fest mit einem der Schenkel verbunden sein. Durch die Hülsen greifen Stangen oder Rohre, an denen das wärmetransporthemmende Mittel verschieblich ist beziehungsweise die das wärmetransporthemmende Mittel lagefixieren.The two legs of each reflector or shield plate 14 . 15 are with spacers 18 connected with each other. The ends of the sleeves may be fixedly connected to one of the legs. Through the sleeves grip rods or tubes, where the heat transport inhibiting agent is displaced or position fix the heat transport inhibiting agent.

Die 7 zeigt darüber hinaus eine sich zwischen den sich gegenüberliegenden Verschlussplatten 13 erstreckende Stange 25, die in einer Ausnehmung 23 des wärmetransporthemmenden Mittels einliegt. The 7 also shows a between the opposite closure plates 13 extending rod 25 in a recess 23 the heat transport inhibiting agent rests.

Der Eintrittsbereich 5' und/oder der Austrittsbereich 5" kann jeweils mit genau einem wärmetransporthemmenden Mittel versehen sein.The entrance area 5 ' and / or the exit area 5 ' can each be provided with exactly one heat transport inhibiting agent.

Die Wickel 3, 3' können von einem Elektromotor betrieben werden. Zur Umlenkung des in den Reaktor 1 eingeleiteten Substrates 2 ist eine erste Umlenkrolle 4 und zum Umlenken des aus dem Reaktorgehäuse 1 heraustretenden Substrates 2 eine zweite Umlenkrolle 4' vorgesehen.The wraps 3 . 3 ' can be powered by an electric motor. To divert the into the reactor 1 introduced substrate 2 is a first pulley 4 and for deflecting the from the reactor housing 1 emergent substrate 2 a second pulley 4 ' intended.

Im Eintrittsbereich 5 und im Austrittsbereich 5" befindet sich unmittelbar an die Verschlussplatte 13 angrenzend eine gasgespülte Zone 26. In diese Zone wird mittels eines nicht dargestellten Gaseinlasses ein Inertgas in die Höhlung des Reaktorgehäuses eingebracht.In the entrance area 5 and in the exit area 5 ' is located directly on the closure plate 13 adjacent a gas purged zone 26 , In this zone, an inert gas is introduced into the cavity of the reactor housing by means of a gas inlet, not shown.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which in each case independently further develop the prior art, at least by the following combinations of features, whereby two, several or all of these combinations of features may also be combined, namely:

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen der Prozesszone 5 und der Eintrittsöffnung 12 und/oder der Austrittsöffnung 12' wärmetransporthemmende Mittel 14, 15, 16, 17 angeordnet sind, mit denen ein Wärmetransport von der Prozesszone 5 hin zur Eintrittsöffnung 12 oder der Austrittsöffnung 12' vermindert wird.A device characterized in that between the process zone 5 and the entrance opening 12 and / or the outlet opening 12 ' heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 are arranged, with which a heat transfer from the process zone 5 towards the entrance opening 12 or the outlet opening 12 ' is reduced.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die wärmetransporthemmenden Mittel 14, 15, 16, 17 ein oder mehrere Wärmestrahlungs-Schutzschilder und/oder Reflektoren sind und/oder von flachen Körpern gebildet sind, die sich quer oder schräg zur Transportrichtung erstrecken, und/oder eine Querschnittsfläche aufweisen, die mehr als 75 Prozent, bevorzugt mehr als 80 Prozent oder mehr als 90 Prozent des freien Querschnittes eines sich an die Prozesszone 5 anschließenden Eintrittsbereich 5' oder Austrittsbereich 5", in welchem die wärmetransporthemmenden Mittel 14, 15, 16, 17 angeordnet sind, ausfüllen.A device characterized in that the heat transport inhibiting means 14 . 15 . 16 . 17 one or more thermal radiation shields and / or reflectors are and / or are formed by flat bodies which extend transversely or obliquely to the transport direction, and / or have a cross-sectional area which is more than 75 percent, preferably more than 80 percent or more 90 percent of the free cross section of a to the process zone 5 subsequent entrance area 5 ' or exit area 5 ' in which the heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 are arranged, fill out.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das aus einem Blech gefertigten wärmetransporthemmenden Mittel 14, 15, 16, 17 Schlitze 20 und/oder Durchtrittsbohrungen 22 für Stangen 11 oder Rohre 6, 7 ausbildet und/oder an Stangen 11 oder Rohren 6, 7 verschieblich gelagert ist und/oder von einem Rohr eines Gaseinlasses 6 oder einem Rohr eines Gasauslasses 7 durchdrungen sind und/oder aus zwei zwischen sich einen Spalt 19 zum Durchtritt des Substrates 2 belassenen Teilen besteht.A device characterized in that the heat transport inhibiting means made of sheet metal 14 . 15 . 16 . 17 slots 20 and / or through holes 22 for bars 11 or pipes 6 . 7 trains and / or on poles 11 or pipes 6 . 7 is slidably mounted and / or from a pipe of a gas inlet 6 or a pipe of a gas outlet 7 are penetrated and / or two between them a gap 19 to the passage of the substrate 2 left parts.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere wärmetransporthemmende Mittel 14, 15, 16, 17 in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind und/oder von Distanzmitteln auf Abstand zueinander gehalten sind und/oder voneinander verschieden große Reflexionsflächen aufweisen.A device which is characterized in that a plurality of heat transport inhibiting means 14 . 15 . 16 . 17 are arranged one behind the other in the transport direction and / or are kept at a distance from one another by spacer means and / or have reflection surfaces of different sizes from each other.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere wärmetransporthemmende Mittel 14, 15, 16, 17 ein kreisförmig gestalteter, ein- oder mehrteiliger Flachkörper ist und/oder ein zu einer Kreuzform gestalteter Flachkörper ist und/oder von zwei um eine Scheitellinie 14', 15' gebogenen Flachkörpern 14, 15 gebildet ist, welche Flachkörper 14, 15 an den Scheitellinien 14', 15' unter Ausbildung eines Spaltes 19 zum Durchtritt des Substrates 2 miteinander verbunden sind und/oder dass zwei Flachkörper 14, 15 zur Ausbildung eines Spaltes 19 zum Durchtritt des Substrates 2 mit Verbindungsstegen 24 miteinander verbunden sind.A device characterized in that one or more heat transport inhibiting agents 14 . 15 . 16 . 17 is a circular shaped, one or more parts flat body and / or is designed to a cross shape flat body and / or two around a crest line 14 ' . 15 ' bent flat bodies 14 . 15 is formed, which flat body 14 . 15 at the crest lines 14 ' . 15 ' under formation of a gap 19 to the passage of the substrate 2 are connected to each other and / or that two flat bodies 14 . 15 to form a gap 19 to the passage of the substrate 2 with connecting webs 24 connected to each other.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem unmittelbar an die Eintrittsöffnung 12 angrenzenden Eintrittsbereich 5' und/oder in einem unmittelbar an die Austrittsöffnung 12' angrenzenden Austrittsbereich 5" innerhalb des Reaktorgehäuses 1 Führungselemente 11 zur Führung des Substrates 2 angeordnet sind.A device which is characterized in that in a directly to the inlet opening 12 adjacent entrance area 5 ' and / or in a directly to the outlet opening 12 ' adjacent exit area 5 ' within the reactor housing 1 guide elements 11 for guiding the substrate 2 are arranged.

Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch sich in einem Eintrittsbereich 5' und/oder einem Austrittsbereich 5" innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Führungselemente 11 zur Führung des Substrates 2 und/oder dass sich Führungselemente 11 zur Führung des Substrates 2 unmittelbar angrenzend an die Eintrittsöffnung 12 oder Austrittsöffnung 12' in die Höhlung des Gehäuses 1 erstrecken.A device characterized by being in an entrance area 5 ' and / or an exit area 5 ' inside the case 1 arranged guide elements 11 for guiding the substrate 2 and / or that are guide elements 11 for guiding the substrate 2 immediately adjacent to the inlet 12 or outlet 12 ' in the cavity of the housing 1 extend.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Führungselemente 11 zur Führung des Substrates 2 von Stangen gebildet sind, die sich in der Transportrichtung erstrecken und unmittelbar dem Spalt 19 zwischen zwei Teilen eines wärmetransporthemmenden Mittels 14, 15, 16, 17 angeordnet sind und/oder von wärmetransporthemmenden Mitteln 14, 15, 16, 17 getragen sind und/oder durch Bohrungen 21 der wärmetransporthemmenden Mittel 14, 15, 16, 17 hindurchgreifen.A device which is characterized in that guide elements 11 for guiding the substrate 2 are formed by rods which extend in the transport direction and directly to the gap 19 between two parts of a heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 are arranged and / or of heat transport inhibiting agents 14 . 15 . 16 . 17 are borne and / or by drilling 21 the heat transport inhibiting agent 14 . 15 . 16 . 17 reach through.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die spaltförmige Eintrittsöffnung 12 und/oder die spaltförmige Austrittsöffnung 12', durch das von einem ersten Wickel 3 abgewickelte und auf einem zweiten Wickel 3' aufgewickelte und kontinuierlich durch die Prozesszone 5 transportierte Substrat 2 hindurchtritt, von einem Inertgas gespült ist und/oder dass das Reaktorgehäuse 1 eine kreiszylinderförmige Gestalt aufweist und die Eintrittsöffnung 12 und/oder die Austrittsöffnung 12' an einer der Stirnseiten des Reaktorgehäuses 1 angeordnet ist.A device, which is characterized in that the gap-shaped inlet opening 12 and / or the gap-shaped outlet opening 12 ' by that from a first wrap 3 unwound and on a second roll 3 ' wound up and continuously through the process zone 5 transported substrate 2 passes, is purged by an inert gas and / or that the reactor housing 1 has a circular cylindrical shape and the inlet opening 12 and / or the outlet opening 12 ' on one of the front sides of the reactor housing 1 is arranged.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Transportrichtung des Substrates 2 durch das Reaktorgehäuse 1 eine Vertikalrichtung ist und/oder dass das Substrat 2 durch eine an der Unterseite des Reaktorgehäuses 1 angeordnete Eintrittsöffnung 12 in das Reaktorgehäuse 1 eintritt und/oder an einer auf der Oberseite des Reaktorgehäuses 1 angeordneten Austrittsöffnung 12' aus dem Reaktorgehäuse 1 austritt und/oder dass ein Gaseinlass 6 und ein Gasauslass 7 derart in einem Eintrittsbereich 5' und/oder einem Austrittsbereich 5" der Höhlung des Reaktorgehäuses 1 angeordnet sind, dass die Gasströmung von unten nach oben durch die Prozesskammer 5 gerichtet ist.A device, which is characterized in that the transport direction of the substrate 2 through the reactor housing 1 is a vertical direction and / or that the substrate 2 through one at the bottom of the reactor housing 1 arranged inlet opening 12 in the reactor housing 1 enters and / or at one on top of the reactor housing 1 arranged outlet opening 12 ' from the reactor housing 1 exit and / or that a gas inlet 6 and a gas outlet 7 such in an entrance area 5 ' and / or an exit area 5 ' the cavity of the reactor housing 1 are arranged so that the gas flow from bottom to top through the process chamber 5 is directed.

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, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.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, even without the features of a claimed claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to carry out divisional applications based on these claims. The invention specified in each claim may additionally comprise one or more of the features described in the preceding description, in particular with reference numbers and / or given in the reference number list. The invention also relates to design forms in which individual of the features mentioned in the above description are not realized, in particular insofar as they are recognizable dispensable for the respective purpose or can be replaced by other technically equivalent means.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Substratbehandlungseinrichtung, ReaktorgehäuseSubstrate treatment device, reactor housing
22: Substratsubstratum
33: Wickelreel
3'3 ': Wickelreel
44: Umlenkrolleidler pulley
4'4 ': Umlenkrolleidler pulley
55: Prozesszoneprocess zone
5'5 ': Eintrittsbereichentry area
5"5 ': Austrittsbereichexit area
66: Gaseinlassgas inlet
6'6 ': Gaszuleitunggas supply
77: Gasauslassgas outlet
7'7 ': Gasableitunggas discharge
88th: Heizwendelheating coil
8'8th': Heizwendelheating coil
99: Liner-RohrLiner pipe
1010: Diffusionsbarrierediffusion barrier
1111: Führungselementguide element
1212: Eintrittsöffnung, SpaltInlet opening, gap
12'12 ': Austrittsöffnung, SpaltOutlet opening, gap
1313: Verschlussplatteclosing plate
1414: vierte Reflektorplatte, Scheitelelementfourth reflector plate, vertex element
14'14 ': Scheitelliniecrest line
1515: dritte Reflektorplatte, Scheitelelementthird reflector plate, vertex element
15'15 ': Scheitelliniecrest line
1616: zweite Reflektorplattesecond reflector plate
1717: erste Reflektorplattefirst reflector plate
1818: DistanzhülseStand Off
1919: Spaltgap
2020: Schlitzslot
2121: Bohrungdrilling
2222: Bohrung, DurchtrittsbohrungBore, through hole
2323: Ausnehmungrecess
2424: Verbindungsstegconnecting web
2525: Stangepole
2626: gasgespülte ZoneGas-purged zone

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 9227171 B2 [0002]US 9227171 B2 [0002]
US 2016/0031712 A1 [0003]US 2016/0031712 A1 [0003]
US 2017/0314134 A1 [0004]US 2017/0314134 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden von Graphen, Carbon-Nano-Röhrchen oder anderen, insbesondere Kohlenstoff enthaltenen Beschichtungen auf einem durch eine Eintrittsöffnung (12) in ein Reaktorgehäuse (1) eintretenden und durch eine Austrittsöffnung (12') aus dem Reaktorgehäuse (1) austretenden, streifenförmigen Endlos-Substrat (2), das in einer Transportrichtung von der Eintrittsöffnung (12) durch eine im Reaktorgehäuse (1) angeordnete, von einer Temperiereinrichtung (8) temperierte Prozesszone (5) hin zu einer Austrittsöffnung (12') transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Prozesszone (5) und der Eintrittsöffnung (12) und/oder der Austrittsöffnung (12') wärmetransporthemmende Mittel (14, 15, 16, 17) angeordnet sind, mit denen ein Wärmetransport von der Prozesszone (5) hin zur Eintrittsöffnung (12) oder der Austrittsöffnung (12') vermindert wird.Apparatus for depositing graphene, carbon nanotubes or other coatings, in particular carbon, on a strip-shaped part entering from the reactor housing (1) through an inlet opening (12) into a reactor housing (1) and emerging through an outlet opening (12 ') Endless substrate (2) which is transported in a transport direction from the inlet opening (12) through an in the reactor housing (1), tempered by a tempering device (8) process zone (5) to an outlet opening (12 '), characterized in that heat transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17) are arranged between the process zone (5) and the inlet opening (12) and / or the outlet opening (12 '), with which a heat transport from the process zone (5) to the inlet opening (12) or the outlet opening (12 ') is reduced.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetransporthemmenden Mittel (14, 15, 16, 17) ein oder mehrere Wärmestrahlungs-Schutzschilder und/oder Reflektoren sind und/oder von flachen Körpern gebildet sind, die sich quer oder schräg zur Transportrichtung erstrecken, und/oder eine Querschnittsfläche aufweisen, die mehr als 75 Prozent, bevorzugt mehr als 80 Prozent oder mehr als 90 Prozent des freien Querschnittes eines sich an die Prozesszone (5) anschließenden Eintrittsbereich (5') oder Austrittsbereich (5"), in welchem die wärmetransporthemmenden Mittel (14, 15, 16, 17) angeordnet sind, ausfüllen.Device after Claim 1 characterized in that the heat transport inhibiting means (14, 15, 16, 17) are one or more heat radiation shields and / or reflectors and / or are formed by flat bodies which extend transversely or obliquely to the transport direction, and / or one Have cross-sectional area, the more than 75 percent, preferably more than 80 percent or more than 90 percent of the free cross section of an adjacent to the process zone (5) inlet area (5 ') or outlet area (5 "), in which the heat transport inhibiting means (14 , 15, 16, 17) are arranged to fill out.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus einem Blech gefertigten wärmetransporthemmenden Mittel (14, 15, 16, 17) Schlitze (20) und/oder Durchtrittsbohrungen (22) für Stangen (11) oder Rohre (6, 7) ausbildet und/oder an Stangen (11) oder Rohren (6, 7) verschieblich gelagert ist und/oder von einem Rohr eines Gaseinlasses (6) oder einem Rohr eines Gasauslasses (7) durchdrungen sind und/oder aus zwei zwischen sich einen Spalt (19) zum Durchtritt des Substrates (2) belassenen Teilen besteht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the made of a sheet of heat transport inhibiting means (14, 15, 16, 17) slots (20) and / or through holes (22) for rods (11) or tubes (6, 7) is formed and / or slidably mounted on rods (11) or pipes (6, 7) and / or penetrated by a pipe of a gas inlet (6) or a pipe of a gas outlet (7) and / or a gap between two ( 19) for the passage of the substrate (2) left parts.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere wärmetransporthemmende Mittel (14, 15, 16, 17) in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind und/oder von Distanzmitteln auf Abstand zueinander gehalten sind und/oder voneinander verschieden große Reflexionsflächen aufweisen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of heat transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17) are arranged one behind the other in the transport direction and / or spaced from each other by spacers and / or have different sized reflecting surfaces.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere wärmetransporthemmende Mittel (14, 15, 16, 17) ein kreisförmig gestalteter, ein- oder mehrteiliger Flachkörper ist und/oder ein zu einer Kreuzform gestalteter Flachkörper ist und/oder von zwei um eine Scheitellinie (14', 15') gebogenen Flachkörpern (14, 15) gebildet ist, welche Flachkörper (14, 15) an den Scheitellinien (14', 15') unter Ausbildung eines Spaltes (19) zum Durchtritt des Substrates (2) miteinander verbunden sind und/oder dass zwei Flachkörper (14, 15) zur Ausbildung eines Spaltes (19) zum Durchtritt des Substrates (2) mit Verbindungsstegen (24) miteinander verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more heat transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17) is a circular shaped, one or more parts flat body and / or designed to a cross shape flat body and / or of two formed flat bodies (14, 15), which flat body (14, 15) at the apex lines (14 ', 15') to form a gap (19) for the passage of the substrate (2 ) are connected to each other and / or that two flat body (14, 15) for forming a gap (19) for the passage of the substrate (2) with connecting webs (24) are interconnected.

Vorrichtung zum Abscheiden von Graphen, Carbon-Nano-Röhrchen oder anderen, insbesondere Kohlenstoff enthaltenen Beschichtungen auf einem durch eine Eintrittsöffnung (12) in ein Reaktorgehäuse (1) eintretenden und durch eine Austrittsöffnung (12') aus dem Reaktorgehäuse (1) austretenden, streifenförmigen Endlos-Substrat (2), das in einer Transportrichtung von der Eintrittsöffnung (12) durch eine im Reaktorgehäuse (1) angeordnete, von einer Temperiereinrichtung (8) temperierte Prozesszone (5) hin zu einer Austrittsöffnung (12') transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem unmittelbar an die Eintrittsöffnung (12) angrenzenden Eintrittsbereich (5') und/oder in einem unmittelbar an die Austrittsöffnung (12') angrenzenden Austrittsbereich (5") innerhalb des Reaktorgehäuses (1) Führungselemente (11) zur Führung des Substrates (2) angeordnet sind.Apparatus for depositing graphene, carbon nanotubes or other coatings, in particular carbon, on a strip-shaped part entering from the reactor housing (1) through an inlet opening (12) into a reactor housing (1) and emerging through an outlet opening (12 ') Endless substrate (2) which is transported in a transport direction from the inlet opening (12) through an in the reactor housing (1), tempered by a tempering device (8) process zone (5) to an outlet opening (12 '), characterized in that guide elements (11) for guiding the substrate are arranged in an inlet region (5 ') immediately adjacent to the inlet opening (12) and / or in an outlet region (5 ") directly adjacent to the outlet opening (12') (2) are arranged.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch sich in einem Eintrittsbereich (5') und/oder einem Austrittsbereich (5") innerhalb des Gehäuses (1) angeordnete Führungselemente (11) zur Führung des Substrates (2) und/oder dass sich Führungselemente (11) zur Führung des Substrates (2) unmittelbar angrenzend an die Eintrittsöffnung (12) oder Austrittsöffnung (12') in die Höhlung des Gehäuses (1) erstrecken.Device according to one of Claims 1 to 5 , characterized by guide elements (11) arranged in an inlet region (5 ') and / or an outlet region (5 ") within the housing (1) for guiding the substrate (2) and / or guide elements (11) for guiding the Substrates (2) immediately adjacent to the inlet opening (12) or outlet opening (12 ') in the cavity of the housing (1) extend.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Führungselemente (11) zur Führung des Substrates (2) von Stangen gebildet sind, die sich in der Transportrichtung erstrecken und unmittelbar dem Spalt (19) zwischen zwei Teilen eines wärmetransporthemmenden Mittels (14, 15, 16, 17) angeordnet sind und/oder von wärmetransporthemmenden Mitteln (14, 15, 16, 17) getragen sind und/oder durch Bohrungen (21) der wärmetransporthemmenden Mittel (14, 15, 16, 17) hindurchgreifen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that guide elements (11) for guiding the substrate (2) are formed by rods which extend in the transport direction and directly to the gap (19) between two parts of a heat transport inhibiting means (14, 15 , 16, 17) are arranged and / or are supported by heat-transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17) and / or pass through bores (21) of the heat-transport-inhibiting means (14, 15, 16, 17).

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spaltförmige Eintrittsöffnung (12) und/oder die spaltförmige Austrittsöffnung (12'), durch das von einem ersten Wickel (3) abgewickelte und auf einem zweiten Wickel (3') aufgewickelte und kontinuierlich durch die Prozesszone (5) transportierte Substrat (2) hindurchtritt, von einem Inertgas gespült ist und/oder dass das Reaktorgehäuse (1) eine kreiszylinderförmige Gestalt aufweist und die Eintrittsöffnung (12) und/oder die Austrittsöffnung (12') an einer der Stirnseiten des Reaktorgehäuses (1) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the gap-shaped inlet opening (12) and / or the gap-shaped outlet opening (12 '), by the wound from a first winding (3) and wound on a second winding (3') and continuously passing through the process zone (5) transported substrate (2), is purged by an inert gas and / or that the reactor housing (1) a having circular cylindrical shape and the inlet opening (12) and / or the outlet opening (12 ') on one of the end faces of the reactor housing (1) is arranged.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrichtung des Substrates (2) durch das Reaktorgehäuse (1) eine Vertikalrichtung ist und/oder dass das Substrat (2) durch eine an der Unterseite des Reaktorgehäuses (1) angeordnete Eintrittsöffnung (12) in das Reaktorgehäuse (1) eintritt und/oder an einer auf der Oberseite des Reaktorgehäuses (1) angeordneten Austrittsöffnung (12') aus dem Reaktorgehäuse (1) austritt und/oder dass ein Gaseinlass (6) und ein Gasauslass (7) derart in einem Eintrittsbereich (5') und/oder einem Austrittsbereich (5") der Höhlung des Reaktorgehäuses (1) angeordnet sind, dass die Gasströmung von unten nach oben durch die Prozesskammer (5) gerichtet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the transport direction of the substrate (2) through the reactor housing (1) is a vertical direction and / or that the substrate (2) by a at the bottom of the reactor housing (1) arranged inlet opening (12 ) enters the reactor housing (1) and / or exits from the reactor housing (1) at an outlet opening (12 ') arranged on the upper side of the reactor housing (1) and / or a gas inlet (6) and a gas outlet (7) in an inlet region (5 ') and / or an outlet region (5 ") of the cavity of the reactor housing (1) are arranged so that the gas flow is directed from bottom to top through the process chamber (5).

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.